特許 7487628 飛灰処理装置及び飛灰処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】飛灰処理装置及び飛灰処理方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/70 20220101AFI20240514BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20240514BHJP

   B01D 53/64 20060101ALI20240514BHJP

   B09B 3/45 20220101ALI20240514BHJP

   F23J 15/00 20060101ALI20240514BHJP

   B09B 101/30 20220101ALN20240514BHJP

【ＦＩ】

B09B3/70 ZAB

B01D53/62

B01D53/64

B09B3/45

F23J15/00 Z

B09B101:30

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020160747

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022053874

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】戸田 朝子

(72)【発明者】

【氏名】平山 敦

(72)【発明者】

【氏名】川崎 翔太

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩

【審査官】中田 光祐

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２７１７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０８７８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５１４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０３３７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２７３３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１７５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１２９１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０９Ｂ １／００－ ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００－ １／１０

Ｂ０１Ｄ ５３／３４－ ５３／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、
前記第一除塵装置へ送られる水蒸気を含む除塵前の排ガスの一部を抽出して除塵する第二除塵装置と、
前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された前記水蒸気を含む１００～２００℃の排ガスの供給を受けて前記水蒸気が前記飛灰に付着して前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、
を有する飛灰処理装置。

【請求項2】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、
前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して加湿して加湿排ガスを生成する排ガス加湿装置と、
前記排ガス加湿装置で生成された前記加湿排ガスを受けて除塵する第二除塵装置と、
前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、
を有する飛灰処理装置。

【請求項3】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、
前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して除塵する第二除塵装置と、
前記第二除塵装置から排出された排ガスを加湿して加湿排ガスを生成する排ガス加湿装置と、
前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記排ガス加湿装置で生成された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、
を有する飛灰処理装置。

【請求項4】

前記排ガス加湿装置は、除塵前の排ガスから一部抽出された排ガスまたは前記第二除塵装置で除塵された排ガスへ水を噴霧して排ガスを減温する水噴霧手段を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の飛灰処理装置。

【請求項5】

前記排ガス加湿装置は、除塵前の排ガスから一部抽出された排ガスまたは前記第二除塵装置で除塵された排ガスへ水蒸気を吹き込んで排ガスを加湿する水蒸気吹込手段を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の飛灰処理装置。

【請求項6】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる水蒸気を含む除塵前の排ガスの一部を抽出して第二除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された前記水蒸気を含む１００～２００℃の排ガスの供給を受けて前記水蒸気が前記飛灰に付着して飛灰を炭酸化する飛灰処理方法。

【請求項7】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して排ガス加湿装置で加湿して加湿排ガスを生成し、前記排ガス加湿装置で生成された前記加湿排ガスを第二除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて飛灰を飛灰炭酸化装置で炭酸化する飛灰処理方法。

【請求項8】

廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して第二除塵装置で受けて除塵し、前記第二除塵装置で除塵した排ガスを排ガス加湿装置で加湿して加湿排ガスを生成し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記排ガス加湿装置で生成された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて飛灰を飛灰炭酸化装置で炭酸化する飛灰処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は廃棄物焼却炉から排出され除塵された飛灰中に含まれる重金属類の溶出を抑制するために飛灰を処理する飛灰処理装置及び飛灰処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉から排出される排ガスには多量の煤塵（飛灰）が含まれており、バグフィルタ等の除塵装置で排ガスは除塵される。除塵して排出された飛灰には鉛、カドミウム等の重金属類が含まれており、埋立処分する際には重金属類の溶出量が所定の規制値以下となるように、重金属類を固定し安定化処理して重金属類の溶出抑制処理を施すことが定められているが、一般的な重金属類の安定化処理として、安定化剤を飛灰に混合し重金属類を固定し安定化することが行われている。

【0003】

また、上述の安定化処理の他にも、重金属類の溶出を抑制するための方策として、飛灰中のアルカリ成分に対して炭酸ガスを供給して炭酸化し、アルカリ飛灰のｐＨを低くする方法（炭酸化処理）がある。この方法によれば、たしかに重金属類の溶出を抑制することに関しては効果があるものの、そもそも飛灰中のアルカリ成分として酸性ガスとの中和に使用されたアルカリ剤以外に未反応のアルカリ剤が含まれているため、その処理に必要な炭酸化処理のコストも自ずと多くかかるという課題を有していた。

【0004】

そこで、このような飛灰の安定化処理にかかるコストを低減しつつ炭酸化処理を効率よく行う飛灰と炭酸ガスとの反応装置、方法が特許文献１、特許文献２に開示されている。

【0005】

特許文献１では、集塵部で集塵（除塵）された排ガスを約１７０℃から約４０℃まで冷却して、排ガス中の水分を凝縮してドレン水として除去し、乾燥した排ガス中の二酸化炭素を吸着することで濃縮二酸化炭素を生成し、この濃縮二酸化炭素を分離して取り出して、集塵部からの飛灰と接触させて飛灰を炭酸化させる。この結果、飛灰のｐＨが低下し、重金属類の溶出が防止、抑制される。

【0006】

特許文献２では、アルカリ飛灰に水分を添加し、このアルカリ飛灰を含水率が２０％以下の湿り灰状態として反応室に供給し、水分の存在下にて、水分の蒸発を抑制できる９０℃以下の温度の加熱雰囲気下で飛灰と炭酸ガスとを反応させることとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－０４７３９５

【文献】特開２００３－０３３７４８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１では、排ガス中の二酸化炭素を濃縮するためにドレン除去装置や二酸化炭素濃縮装置が必要であり、装置導入コストがかさむ。さらに、発生したドレンを処理する必要がある。また、特許文献２では、アルカリ飛灰の炭酸化処理に先立ってアルカリ飛灰に水が供給されることに起因して、アルカリ飛灰粒子同士が水によって結合してアルカリ飛灰粒子と炭酸ガスとの接触が悪くなることで、炭酸化反応を速やかに進めることができず、炭酸化処理効率を向上させることに限界があった。

【0009】

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、廃棄物焼却炉から排出され除塵された飛灰中に含まれる重金属類の溶出を抑制するための飛灰の炭酸化処理を効率よく進めることができる、飛灰処理装置及び飛灰処理方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題は、本発明に基づく次の（１）～（３）のいずれかの飛灰処理装置及び（４）～（６）のいずれかの飛灰処理方法により解決される。

【0011】

［飛灰処理装置］
（１）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して除塵する第二除塵装置と、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の排ガスの供給を受けて前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、を有する飛灰処理装置。

【0012】

（２）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して加湿して加湿排ガスを生成する排ガス加湿装置と、前記排ガス加湿装置で生成された前記加湿排ガスを受けて除塵する第二除塵装置と、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、を有する飛灰処理装置。

【0013】

（３）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを受けて除塵する第一除塵装置と、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して除塵する第二除塵装置と、前記第二除塵装置から排出された排ガスを加湿して加湿排ガスを生成する排ガス加湿装置と、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記排ガス加湿装置で生成された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて前記飛灰を炭酸化する飛灰炭酸化装置と、を有する飛灰処理装置。

【0014】

本発明の（２）または（３）の装置において、前記排ガス加湿装置は、除塵前の排ガスから一部抽出された排ガスまたは前記第二除塵装置で除塵された排ガスへ水を噴霧して排ガスを減温する水噴霧手段を有していてもよい。

【0015】

本発明の（２）または（３）の装置において、前記排ガス加湿装置は、除塵前の排ガスから一部抽出された排ガスまたは前記第二除塵装置で除塵された排ガスへ水蒸気を吹き込んで排ガスを加湿する水蒸気吹込手段を有していてもよい。

【0016】

［飛灰処理方法］
（４）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して第二除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の排ガスの供給を受けて飛灰を炭酸化する飛灰処理方法。

【0017】

（５）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して排ガス加湿装置で加湿して加湿排ガスを生成し、前記排ガス加湿装置で生成された前記加湿排ガスを第二除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記第二除塵装置で除塵された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて飛灰を飛灰炭酸化装置で炭酸化する飛灰処理方法。

【0018】

（６）廃棄物焼却炉から排出された排ガスを第一除塵装置で受けて除塵し、前記第一除塵装置へ送られる除塵前の排ガスの一部を抽出して第二除塵装置で受けて除塵し、前記第二除塵装置で除塵した排ガスを排ガス加湿装置で加湿して加湿排ガスを生成し、前記第一除塵装置から排出された飛灰と前記排ガス加湿装置で生成された１００～２００℃の前記加湿排ガスの供給を受けて飛灰を飛灰炭酸化装置で炭酸化する飛灰処理方法。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、廃棄物焼却炉から排出され除塵された飛灰中に含まれる重金属類溶出を抑制するための、飛灰の炭酸化処理を効率よく進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る飛灰処理装置の概要構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を説明するが、それに先立ち、飛灰のｐＨと鉛の溶出量に対する基準、および飛灰処理の概要について説明する。

【0022】

＜飛灰のｐＨと鉛の溶出量に対する基準＞
飛灰のｐＨと鉛の溶出量に対する規制値（基準値）は、埋立処分する場合、鉛の溶出量が０．３ｍｇ／１であり、資源として有効利用する場合、土壌の環境基準が求められ、鉛の溶出量が０．０１ｍｇ／１である。このため、飛灰を埋立処分したり、利用したりする場合には、飛灰を上記の規制値以下の性状にするための処理をしなければならない。

【0023】

飛灰中に含まれる重金属のうち、特に含有量が多い鉛は両性金属であり、ｐＨが１２を下回る領域においては、溶解度が大幅に低下し難溶出性となるので、飛灰と炭酸ガス（二酸化炭素）との反応による炭酸化処理により飛灰のｐＨを１２以下にすることで、鉛の溶出量を極度に減少させることができる。また、鉛などの重金属が炭酸化され難溶出性物となる反応も進行して、重金属の溶出が抑制される。

【0024】

＜水蒸気の効果＞
飛灰の炭酸化処理は、排ガスと飛灰を接触させることで排ガス中の水蒸気が飛灰表面に付着し、付着水として存在することで、付着水を介して炭酸ガスによる飛灰の炭酸化反応が進行する。さらに、加湿排ガスを用いることで、飛灰表面の付着水量が増加するため、炭酸化反応が促進される。

【0025】

＜飛灰処理の概要＞
本実施形態では、飛灰に安定化剤を混合し飛灰中に含まれる重金属類を固定・安定化して重金属類の溶出量を所定の規制値（基準値）以下にする安定化処理の前に、飛灰に廃棄物焼却炉から排出される排ガスを接触させることにより、飛灰中に含まれるＣａ（ＯＨ）_２、ＣａＯなどのアルカリ成分に排ガス中の二酸化炭素を反応させて炭酸化させ、飛灰のｐＨを低下させて重金属類の溶出を抑制するとともに、飛灰中の鉛に排ガス中の二酸化炭素を反応させて炭酸塩を生成せしめ難溶出化する。このように飛灰のｐＨを低下させ重金属類の溶出を抑制する処理と鉛の炭酸塩を生成せしめ難溶出化する処理を行うことにより、重金属類の固定・安定化処理のための安定化剤の使用量を低減させて飛灰処理にかかるコストを低減することができる。

【0026】

図１に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１に示す本発明の実施形態としての飛灰処理装置は、廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉１と廃棄物焼却炉１から排出された排ガスを大気に放出する煙突２との間に設けられている。飛灰処理装置は、第一除塵装置３と、飛灰炭酸化装置５と、飛灰処理設備６と、排ガス加湿装置８と、第二除塵装置９と、送風機１０とを有している。

【0027】

廃棄物焼却炉１は、燃焼排ガスの廃熱を回収するボイラ１Ａを備えている。第一除塵装置３は、廃棄物焼却炉１の下流側に位置し、廃棄物焼却炉１のボイラ１Ａに上流側煙道Ａで接続されている。第一除塵装置３は、例えばバグフィルタ等により構成されており、ボイラ１Ａから排出され上流側煙道Ａを流通する排ガスを受けて除塵する。この排ガスには水分（水蒸気）が含まれている。また、第一除塵装置３は、煙突２よりも上流側に位置し、煙突２に下流側煙道Ｂで接続されている。第一除塵装置３で除塵された排ガスは、下流側煙道Ｂを流通し、煙突２から大気へ放出される。第一除塵装置３には、後述の飛灰炭酸化装置５が接続され、飛灰炭酸化装置５には後述の飛灰処理設備６が接続されている。

【0028】

第一除塵装置３の上流側には、上流側煙道Ａ中の排ガスにアルカリ剤を供給するためのアルカリ剤供給装置４が設けられている。また、アルカリ剤の供給位置の上流側では、廃棄物焼却炉１から排出された排ガスの一部を抽出するための分岐管７が上流側煙道Ａに接続されている。この分岐管７には、排ガス加湿装置８、バグフィルタ等の第二除塵装置９、送風機１０が順次設けられており、送風機１０は飛灰炭酸化装置５に接続されている。この送風機１０により上流側煙道Ａから分岐管７を通して抽出された排ガスの一部は、除塵前の状態で排ガス加湿装置８に供給される。

【0029】

排ガス加湿装置８は、送風機１０により分岐管７を経て上流側煙道Ａから抽出される除塵前の排ガスの他に、外部から水の供給を受けている。排ガス加湿装置８は、水を加熱して水蒸気とし分岐管７の排ガス中にこの水蒸気を吹き込んで排ガスを減温そして加湿するための水蒸気吹込手段を有している。ここで、排ガス加湿装置８に吹き込む水蒸気は、ボイラ１Ａにおいて生成された水蒸気でもよい。このように、もともと水分（水蒸気）を含んでいる上流側煙道Ａから排出された排ガスに、さらに水蒸気が吹き込まれて排ガスが加湿され、加湿排ガスが生成されることにより、後述する飛灰炭酸化装置５における飛灰の炭酸化反応が促進される。

【0030】

排ガス加湿装置８には第二除塵装置９が接続されており、排ガス加湿装置８で生成された加湿排ガスは第二除塵装置９で除塵され、除塵後の加湿排ガスが送風機１０により飛灰炭酸化装置５へ送られる。第二除塵装置９で集塵された飛灰は、加湿排ガスとは別個に、飛灰炭酸化装置５へ供給される（図１にて太字の矢印で図示）。

【0031】

なお、排ガス加湿装置８は第二除塵装置９と送風機１０との間に接続されてもよい。送風機１０により分岐管７を経て上流側煙道Ａから抽出される排ガスは第二除塵装置９で除塵され、除塵後の排ガスが排ガス加湿装置８において加湿される。生成された加湿排ガスは送風機１０により飛灰炭酸化装置５へ送られる。

【0032】

飛灰炭酸化装置５は、第一除塵装置３及び第二除塵装置９から排出された飛灰と第二除塵装置９で除塵された加湿排ガスの供給を受けて飛灰を炭酸化するための装置である。本実施形態では、飛灰炭酸化装置５は、好ましくは、飛灰を受ける容器内で加湿排ガスの供給により飛灰の流動層を形成する流動層形成手段（図示せず）と、流動層を撹拌する撹拌手段（図示せず）とを有している。撹拌手段は、容器内に設けられた撹拌翼によって流動層を撹拌するようになっており、その結果、飛灰の炭酸化反応が促進される。

【0033】

なお、飛灰炭酸化装置５は、上述の形態に限定されず、種々変更が可能である。例えば、飛灰炭酸化装置５は、容器内へ飛灰と加湿排ガスの供給を受け容器が軸線まわりに回転するキルンとすることも可能である。また、飛灰炭酸化装置５は、飛灰と加湿排ガスを受け移動層を形成するようにしてもよいし、バッチ式で運転することで固定層を形成するようにしてもよい。

【0034】

本実施形態では、加湿排ガスは加湿・除塵後も１００～２００℃の温度を維持したまま送風機１０により飛灰炭酸化装置５へ供給され、飛灰との接触による飛灰の炭酸化反応に利用される。飛灰炭酸化装置５へ加湿排ガスが供給されることにより、加湿排ガスの水分（水蒸気）が、１００～２００℃の温度で凝縮することなく飛灰粒子の表面に付着して付着水として存在する。加湿排ガス中の二酸化炭素と飛灰とは、飛灰粒子の表面の付着水を介して反応が進行する。この結果、飛灰および飛灰中の鉛の炭酸化反応が効率的に進行し、飛灰の炭酸化処理が促進される。

【0035】

本実施形態では、１００～２００℃の加湿排ガスが飛灰炭酸化装置５へ供給されるので、炭酸化反応時に加湿排ガス中の水分は水蒸気の状態になっており、この水蒸気が飛灰表面に付着することで反応場が大きく形成される。したがって、本実施形態では、加湿排ガス中の水分が凝縮して多量の水滴となって飛灰と共存することがないので、飛灰同士が水分を介して結合し塊状となって炭酸化反応の反応性が低下することで炭酸化反応に長時間要することはない。また、本実施形態では、排ガス中の水分の凝縮によるドレン水が生じることがないので、特許文献１のようにドレン水の排水を行う必要もなく、したがって、ドレン水の処理のための装置を設ける必要がない。

【0036】

既述したように、飛灰炭酸化装置５へ供給される加湿排ガスの温度は１００～２００℃となっている。加湿排ガスの上限温度が２００℃となっているのは、加湿排ガスの温度が２００℃に近づくほど、仮に水分量を多くしても炭酸化反応の時間が長くなるからである。一方、加湿排ガスの下限温度が１００℃となっているのは、加湿排ガスの温度を１００℃未満とすると、加湿排ガス中の水蒸気が凝縮して水滴となり、この水滴が飛灰と共存することで飛灰が塊状となり炭酸化反応が低下してしまうからである。また、機器の酸露点腐食の防止も考慮するならば、加湿排ガスの下限温度を１４０℃とすることが好ましい。

【0037】

飛灰炭酸化装置５は、飛灰の炭酸化反応に供した後の加湿排ガスを上流側煙道Ａに戻すように、帰送管１１によって、上流側煙道Ａにおける第一除塵装置３よりも上流側の位置に接続されている。上流側煙道Ａに戻された排ガスは、廃棄物焼却炉１から排出された排ガスとともに、再び第一除塵装置３へ送られる。また、本実施形態の飛灰処理装置は、飛灰炭酸化装置５で炭酸化処理された飛灰を受ける飛灰処理設備６を有している。飛灰処理設備６は、安定化剤が外部から供給され、飛灰と安定化剤とを混合（混錬）することにより、飛灰中に含まれる重金属類を固定・安定化（安定化処理）し、重金属類の溶出量を基準値以下とする。

【0038】

本実施形態に係る飛灰処理装置により、飛灰は次の要領で処理される。本実施形態に係る飛灰処理装置では、廃棄物焼却炉１から排出された排ガスは、上流側煙道Ａにてアルカリ剤供給装置４からアルカリ剤の供給を受けて中和された後、２００℃以下（例えば、１６０～１８０℃）の温度のもとで第一除塵装置３に送られて除塵され、下流側煙道Ｂを経て、適宜、無害化処理を受けて煙突２から大気へ放出される。このとき、第一除塵装置３では、排ガス中の飛灰とともにアルカリ剤も捕集される。上流側煙道Ａ中の排ガスの一部は、アルカリ剤の供給位置よりも上流側で送風機１０により分岐管７を経て上流側煙道Ａから抽出され、排ガス加湿装置８へ送られる。

【0039】

上流側煙道Ａから抽出された排ガスは、排ガス加湿装置８にて水蒸気吹込手段（図示せず）により水蒸気を吹き込まれ、加湿されて加湿排ガスとして生成され、第二除塵装置９で除塵された後、送風機１０により飛灰炭酸化装置５へ送られる。本実施形態では、加湿排ガスは１００℃以上に維持される。したがって、排ガス中に吹き込まれた水蒸気が凝縮することはない。第二除塵装置９で集塵された飛灰は、加湿排ガスとは別個に、飛灰炭酸化装置５へ供給される。なお、第二除塵装置９で集塵された飛灰は、上流側煙道Ａへ戻されて第一除塵装置３に供給されてもよく、あるいは第一除塵装置３に直接供給されてもよい。

【0040】

飛灰炭酸化装置５では、第一除塵装置３及び第二除塵装置９から排出された飛灰と第二除塵装置９で除塵された加湿排ガスとが接触することで飛灰が炭酸化される。具体的には、飛灰中のアルカリ成分であるＣａＯやＣａ（ＯＨ）_２が加湿排ガス中の炭酸ガス（二酸化炭素）と反応して炭酸化し、ＣａＣＯ_３となることで飛灰のｐＨが低下する。この結果、鉛が難溶性を示す難溶性領域となり、鉛の溶出が抑えられる。また、飛灰に含まれる鉛が加湿排ガス中の炭酸ガスと反応して炭酸化し、鉛の形態が易溶性のＰｂＣｌ_２やＰｂＯから難溶性のＰｂＣＯ_３に変化し、鉛の溶出が抑制される。

【0041】

飛灰炭酸化装置５で飛灰の炭酸化に供した後の加湿排ガスは、帰送管１１を経て、分岐管７の下流側かつアルカリ剤の供給位置の上流側に送られ（供給され）、上流側煙道Ａに戻される。ここで、加湿排ガスは、アルカリ剤の供給位置の下流側かつ第一除塵装置３の上流側から上流側煙道Ａに戻されてもよい。この上流側煙道Ａに戻される加湿排ガスは、廃棄物焼却炉１から排出された排ガスよりも大幅に少ない量であり、第一除塵装置３以降の機器への影響は無視できるレベルである。また、飛灰炭酸化装置５で炭酸化した飛灰は、飛灰処理設備６で安定化剤と混練される。その結果、飛灰中の重金属類が固定・安定化（安定化処理）され、重金属類の溶出量が基準値以下となる。安定化処理された飛灰は、飛灰処理設備６から排出された後、埋立処分される。本実施形態では飛灰炭酸化装置５で使用される安定化剤の量を大幅に削減することができる。

【0042】

本実施形態では、排ガス加湿装置８が水蒸気吹込手段を有し、この水蒸気吹込手段によって排ガス中に水蒸気を吹き込むこととしたが、これに代えて、排ガス加湿装置８が、外部から受けた水を排ガス中に噴霧する水噴霧手段を有していてもよい。この水噴霧手段により排ガス中に水が噴霧されることで排ガスが減温されるとともに加湿される。このとき、水の噴霧により排ガスは１００～２００℃に減温される。

【0043】

また、本実施形態では、排ガス加湿装置８により排ガスを加湿することとしたが、第一除塵装置３の上流側で上流側煙道Ａから一部抽出した排ガスが飛灰の炭酸化処理を促進するのに十分な量の水蒸気を含んでいる場合には、排ガス加湿装置８を設けることは必須ではない。この場合、一部抽出された排ガスは第二除塵装置９に直接供給される。

【符号の説明】

【0044】

１ 廃棄物焼却炉
２ 煙突
３ 第一除塵装置
５ 飛灰炭酸化装置
８ 排ガス加湿装置
９ 第二除塵装置

【図1】