(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉から排出された第１の不燃物を、第１の所定の粒径以下の粒径を有する第２の不燃物と、前記第１の所定の粒径より大なる粒径を有する第３の不燃物とに分別する第１の分別機と；
前記第２の不燃物を、第１の鉄分と、該第１の鉄分以外の第４の不燃物とに磁選する第１の磁選機と；
前記第４の不燃物を、第２の所定の粒径以下の粒径を有する第５の不燃物と、前記第２の所定の粒径より大なる粒径を有する第６の不燃物とに分別する第２の分別機と；
前記第５の不燃物を、第３の所定の粒径以下の粒径を有する第７の不燃物と、前記第３の所定の粒径より大なる粒径を有する第８の不燃物とに分別する第３の分別機と；
前記第７の不燃物を前記流動層ガス化炉に戻す流路とを備える；
流動層ガス化炉の不燃物の分離装置。
【請求項２】
前記第３不燃物を、第２の鉄分と、該第２の鉄分以外の第９の不燃物とに磁選する第２の磁選機と；
前記第９の不燃物を、非鉄金属分と、前記第２の鉄分と前記非鉄金属分以外の第１０の不燃物に選別する選別機とを備える；
請求項１に記載の流動層ガス化炉の不燃物の分離装置。
【請求項３】
廃棄物を低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉から排出された第１の不燃物を、第１の所定の粒径以下の粒径を有する第２の不燃物と、前記第１の所定の粒径より大なる粒径を有する第３の不燃物とに分別する第１の工程と；
前記第２の不燃物を、第１の鉄分と、該第１の鉄分以外の第４の不燃物とに第１の磁選をする第２の工程と；
前記第４の不燃物を、第２の所定の粒径以下の粒径を有する第５の不燃物と、前記第２の所定の粒径より大なる粒径を有する第６の不燃物とに分別する第３の工程と；
前記第５の不燃物を、第３の所定の粒径以下の粒径を有する第７の不燃物と、前記第３の所定の粒径より大なる粒径を有する第８の不燃物とに分別する第４の工程と；
前記第７の不燃物を前記流動層ガス化炉に戻す第５の工程とを備える；
流動層ガス化炉の不燃物の分離方法。
【請求項４】
前記第３の不燃物を、第２の鉄分と、該第２の鉄分以外の第９の不燃物とに第２の磁選をする第６の工程と；
前記第９の不燃物を、非鉄金属分と、前記第２の鉄分と前記非鉄金属分以外の第１０の不燃物とに選別する第７の工程とを備える；
請求項３に記載の流動層ガス化炉の不燃物の分離方法。
【請求項５】
前記廃棄物を低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉と；
請求項１または請求項２に記載の不燃物の分離装置とを備える；
流動層ガス化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流動層ガス化装置と；
前記流動層ガス化炉で得られる可燃ガスを燃焼して灰分をスラグ化する溶融炉とを備える；
ガス化溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動層ガス化炉から排出された不燃物を分離する分離装置、および分離方法に関し、特に都市ごみ、固形化燃料（ＲＤＦ）、廃プラスチック、廃ＦＲＰ、バイオマス廃棄物、自動車廃棄物、廃油等の廃棄物を燃焼処理する装置に含まれる流動層ガス化炉から排出される不燃物を分離する分離装置、および分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動層ガス化炉の不燃物の分離装置は、流動層ガス化炉に備えられ、流動層ガス化炉から排出される不燃物を粒径に従って分別して分離する。流動層ガス化炉は、炉底に散気板を有し、炉底から燃焼空気が供給され、散気板上に４５０〜６５０℃に保持された硅砂の流動層が形成される。廃棄物がこの流動層に落下すると、熱せられた硅砂と燃焼空気に接触して速やかに熱分解ガス化され、ガス、タール、固形カーボンとなる。
【０００３】
固形カーボンは流動層の活発な撹乱運動により微粉砕される。流動層ガス化炉に形成されたフリーボードにも燃焼空気が吹き込まれ、６５０〜８５０℃の高温にてタールと固形カーボンのガス化が行われる。炉底からは、不燃物が排出される。不燃物には、鉄、銅、アルミニュームといった金属類が含まれるが、炉内が還元雰囲気であるため、未酸化でクリーンな状態で回収できる。
【０００４】
炉底から排出された不燃物は、振動篩を備える分離装置によって以下のように分離されていた。振動篩によって所定のサイズ（例えば、１２ｍｍ）以下のものを分別し、鉄分を除去した後、他の振動篩によって、より小さい所定のサイズ（例えば、３ｍｍ）以下のものを分別し流動層ガス化炉に戻していた。他の振動篩によって分別されなかった、例えば粒径３ｍｍから１２ｍｍの不燃物は、埋立処理されていた。最初の振動篩によって分別されなかった、例えば粒径１２ｍｍの不燃物は、鉄分、アルミニューム分、銅分が除去された後、同様に埋立処理されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、埋立処分地に廃棄され処分される処分量の急激な増加により、埋立処分事情が逼迫し、埋立処分地の延命化が大きな社会問題となっている。これにより、流動層ガス化炉の不燃物の分離装置によって分離される不燃物の有効利用率を向上させることが要求されている。そこで本発明は、不燃物の有効利用の割合を増加させるよう分離することができる流動層ガス化炉の不燃物の分離装置、分離方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による流動層ガス化炉６１の不燃物の分離装置１は、例えば図１に示すように、廃棄物ａを低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉６１から排出された第１の不燃物ｄ１を、第１の所定の粒径以下の粒径を有する第２の不燃物ｄ２と、前記第１の所定の粒径より大なる粒径を有する第３の不燃物ｄ３とに分別する第１の分別機１１と；第２の不燃物ｄ２を、第１の鉄分ｆ１と、該第１の鉄分ｆ１以外の第４の不燃物ｄ４とに磁選する第１の磁選機１４と；第４の不燃物ｄ４を、第２の所定の粒径以下の粒径を有する第５の不燃物ｄ５と、前記第２の所定の粒径より大なる粒径を有する第６の不燃物ｄ６とに分別する第２の分別機１５と；第５の不燃物ｄ５を、第３の所定の粒径以下の粒径を有する第７の不燃物ｄ７と、前記第３の所定の粒径より大なる粒径を有する第８の不燃物ｄ８とに分別する第３の分別機１６と；前記第７の不燃物ｄ７を流動層ガス化炉６１に戻す流路２３とを備える。
【０００７】
このように構成すると、第１の分別機１１と、第１の磁選機１４と、第２の分別機１５と、第３の分別機１６と、流路２３とを備えるので、流動層ガス化炉６１から排出された第１の不燃物ｄ１から、第１の分別機１１によって第１の所定の粒径以下の第２の不燃物ｄ２を分別し、第１の磁選機１４によって第２の不燃物ｄ２から第１の鉄分ｆ１を選別して第４の不燃物ｄ４とし、第４の不燃物ｄ４から第２の分別機１５によって第２の所定の粒径以下の第５の不燃物ｄ５を分別し、第５の不燃物ｄ５から第３の分別機１６によって第３の所定の粒径以下の第７の不燃物ｄ７を分別し、第７の不燃物ｄ７を流路２３を通して流動層ガス化炉６１に戻して、流動層を形成する砂として再利用することができる。また、第３の分別機１６によって分別されない第８の不燃物ｄ８、第１の磁選機１４によって選別された第１の鉄分ｆ１を回収し、再利用することができる。第８の不燃物ｄ８をも再利用することができるので、廃棄処分される不燃物の量を減少させ、不燃物の有効利用の割合を増加させることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明による流動層ガス化炉６１の不燃物の分離装置１は、例えば図１に示すように、第３の不燃物ｄ３を、第２の鉄分ｆ２と、該第２の鉄分ｆ２以外の第９の不燃物ｄ９とに磁選する第２の磁選機２１と；第９の不燃物ｄ９を、非鉄金属分ｎと、第２の鉄分ｆ２と非鉄金属分ｎ以外の第１０の不燃物ｄ１０に選別する選別機２２とを備える。
【０００９】
このように構成すると、第２の磁選機２１と、選別機２２とを備えるので、第２の磁選機２１によって第３の不燃物ｄ３から第２の鉄分ｆ２を選別して第９の不燃物ｄ９とし、選別機２２によって第９の不燃物から非鉄金属分ｎを選別し、第２の鉄分ｆ２と非鉄金属分ｎ以外の第１０の不燃物ｄ１０とすることができる。よって、第３の不燃物ｄ３から第２の鉄分ｆ２、非鉄金属分ｎを回収し、再利用することができ資源の有効利用を図ることができる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明による流動層ガス化炉６１の不燃物の分離方法は、例えば図１に示すように、廃棄物ａを低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉６１から排出された第１の不燃物ｄ１を、第１の所定の粒径以下の粒径を有する第２の不燃物ｄ２と、前記第１の所定の粒径より大なる粒径を有する第３の不燃物ｄ３とに分別する第１の工程と；第２の不燃物ｄ２を、第１の鉄分ｆ１と、該第１の鉄分ｆ１以外の第４の不燃物ｄ４とに第１の磁選をする第２の工程と；第４の不燃物ｄ４を、第２の所定の粒径以下の粒径を有する第５の不燃物ｄ５と、前記第２の所定の粒径より大なる粒径を有する第６の不燃物ｄ６とに分別する第３の工程と；前記第５の不燃物ｄ５を、第３の所定の粒径以下の粒径を有する第７の不燃物ｄ７と、前記第３の所定の粒径より大なる粒径を有する第８の不燃物ｄ８とに分別する第４の工程と；第７の不燃物ｄ７を流動層ガス化炉６１に戻す第５の工程とを備える。
【００１１】
請求項４に係る発明による流動層ガス化炉６１の不燃物の分離方法は、請求項３に記載の流動層ガス化炉の不燃物の分離方法において、例えば図１に示すように、第３の不燃物ｄ３を、第２の鉄分と、該第２の鉄分以外の第９の不燃物とに第２の磁選をする第６の工程と；第９の不燃物ｄ９を、非鉄金属分ｎと、第２の鉄分ｆ２と非鉄金属分ｎ以外の第１０の不燃物ｄ１０とに選別する第７の工程とを備える。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の流動層ガス化装置は、例えば図１に示すように、廃棄物ａを低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉６１と；請求項１または請求項２に記載の不燃物の分離装置１とを備える。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項６に記載のガス化溶融装置は、請求項５に記載の流動層ガス化装置と；前記流動層ガス化炉で得られる可燃ガスを燃焼して灰分をスラグ化する溶融炉とを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
図１は、流動層ガス化炉６１、および本発明の実施の形態に係る流動層ガス化炉の不燃物の分離装置１（以下分離装置１）の構成を示すブロック図である。
【００１６】
供給された廃棄物ａを低温で熱分解ガス化する流動層ガス化炉６１から、流動層ガス化炉６１の下部に設けられた炉下シュート６２を経て排出された第１の不燃物ｄ１は、炉下シュート６２の下方に配置された不燃物搬出装置６３によって搬出され、不燃物搬出装置６３の排出端下方に設置されたダブルダンパ６４を経て、分離装置１に送られる。
【００１７】
分離装置１は、第１の分別機としての第１の振動篩１１と、砂循環エレベータ１２と、第１の磁選機１４と、第２の分別機としての第２の振動篩１５と、第３の分別機としての第３の振動篩１６と、流路としての戻し流路２３と、ホッパー１７と、砂供給用コンベヤ１８と、砂投入弁１９と、第２の磁選機２１と、選別機としてのアルミ選別機２２とを備える。ホッパー１７と、砂供給用コンベヤ１８と、砂投入弁１９とは、戻し流路２３に設置されている。
【００１８】
第１の振動篩１１は、第１の不燃物ｄ１をダブルダンパ６４から導入する入口部３１と、不図示の振動機構により振動して粒径が１２ｍｍ以下の第２の不燃物ｄ２を分級する篩目を有する篩網３２と、分級された粒径が１２ｍｍ以下の第２の不燃物ｄ２を排出する小粒径側出口部３３と、分級されない粒径が１２ｍｍより大きい第３の不燃物ｄ３を排出する大粒径側出口部３４とを有する。ここで１２ｍｍが、第１の所定の粒径である。第１の所定の粒径は、約１０ｍｍから約５０ｍｍの間の値とするとよい。
【００１９】
砂循環エレベータ１２は、小粒径側出口部３３から出た第２の不燃物ｄ２を、後述の第１の磁選機１４の第１の振動コンべヤ１３まで鉛直方向上方に搬送する。
【００２０】
第１の磁選機１４は、第１の振動コンべヤ１３を有する。第１の振動コンべヤ１３には、砂循環エレベータ１２により搬送された第２の不燃物ｄ２を受ける入口部３５が設けられている。入口部３５に入った第２の不燃物ｄ２は、第１の振動コンべヤ１３により搬送されて、第１の磁選機本体１４Ａに入り、第１の鉄分ｆ１と第４の不燃物ｄ４に選別される。第１の磁選機１４は、第１の鉄分ｆ１を排出する鉄分出口部３６と、第４の不燃物ｄ４を排出する不燃物出口部３７とを有する。不燃物出口部３７から排出された第４の不燃物ｄ４は、第２の振動篩１５に搬送される。
【００２１】
第２の振動篩１５は、不燃物出口部３７からの第４の不燃物ｄ４を導入する入口部３８と、不図示の振動機構により振動して粒径が６ｍｍ以下の第５の不燃物ｄ５を分別する篩目を有する篩網３９と、分別された粒径が６ｍｍ以下の第５の不燃物ｄ５を排出する小粒径側出口部４０と、分別されなかった粒径が６ｍｍより大きい第６の不燃物ｄ６（粒径６〜１２ｍｍ）を排出する大粒径側出口部４１とを有する。ここで６ｍｍが、第２の所定の粒径である。第２の所定の粒径は、分級された不燃物が系外で例えば砂として有効に利用できる値、すなわち約５ｍｍから約７ｍｍの間の値とするとよい。
【００２２】
第３の振動篩１６は、小粒径側出口部４０からの第５の不燃物ｄ５を導入する入口部４２と、不図示の振動機構により振動して粒径が３ｍｍ以下の第７の不燃物ｄ７を分別する篩目を有する篩網４３と、分別された粒径が３ｍｍ以下の第７の不燃物ｄ７を排出する小粒径側出口部４４と、分別されなかった粒径が３ｍｍより大きい第８の不燃物ｄ８（粒径３〜６ｍｍ）を排出する大粒径側出口部４５とを有する。ここで３ｍｍが、第３の所定の粒径である。第３の所定の粒径は、分級された不燃物が流動層ガス化炉６１で流動化に適する値、すなわち第２の所定の値より小さい値であって約２ｍｍから約５ｍｍの間の値とするとよい。また、第２の所定の粒径と、第３の所定の粒径の差は、本実施の形態では３ｍｍとしており、約２ｍｍから約４ｍｍの間とすることが望ましい。
【００２３】
第３の振動篩１６の小粒径側出口部４４には戻し流路２３が接続され、戻し流路２３は流動層ガス化炉６１に接続される。戻し流路２３には、ホッパー１７と、砂供給用コンベヤ１８と、砂投入弁１９とが設置されている。よって、小粒径側出口部４４から排出された第７の不燃物ｄ７は、戻し流路２３を通り、ホッパー１７と、砂供給用コンベヤ１８と、砂投入弁１９を経て、流動層ガス化炉６１に戻される。
【００２４】
ホッパー１７は、小粒径側出口部４４から排出された第７の不燃物ｄ７を集積し、砂供給用コンベヤ１８に送る。砂供給用コンベヤ１８は、ホッパー１７からの第７の不燃物ｄ７を導入する入口部４９と、入口部４９から導入されて搬送された第７の不燃物ｄ７を排出する出口部５０を有する。出口部５０から排出された第７の不燃物ｄ７は、砂投入弁１９に導かれる。砂投入弁１９は、導かれた第７の不燃物ｄ７を流動層ガス化炉６１へ投入する。投入された第７の不燃物ｄ７は、粒径３ｍｍ以下の硅砂であり、流動層ガス化炉６１内で流動層を形成する。なお、砂供給用コンベヤ１８、砂投入弁１９が、ガスシール機能を有するように構成されている。
【００２５】
第２の磁選機２１は、第２の振動コンべヤ２０を有する。第２の振動コンべヤ２０には、第１の振動篩１１の大粒径側出口部３４より排出された第３の不燃物ｄ３を導入する入口部５１が設けられている。入口部５１に入った第３の不燃物ｄ３は、第２の振動コンべヤ２０により搬送されて、第２の磁選機本体２１Ａに入り、第２の鉄分ｆ２と第９の不燃物ｄ９に選別される。第２の磁選機２１は、第２の鉄分ｆ２を排出する鉄分出口部５３と、第９の不燃物ｄ９を排出する不燃物出口部５４とを有する。不燃物出口部５４から排出された第９の不燃物ｄ９は、アルミ選別機２２に搬送される。
【００２６】
アルミ選別機２２は、不燃物出口部５４から排出された第９の不燃物ｄ９を導入する入口部５５と、選別された非鉄金属分としてのアルミニューム、銅を排出する非鉄金属出口部５６と、選別されなかった第１０の不燃物ｄ１０を排出する不燃物出口部５７とを有する。
【００２７】
次に、本実施の形態の分離装置１の作用を説明する。
流動層ガス化炉６１から、炉下シュート６２を経て排出された第１の不燃物ｄ１は、不燃物搬出装置６３によって搬出され、ダブルダンパ６４を経て、分離装置１の第１の振動篩１１に送られる。第１の振動篩１１は、第１の不燃物ｄ１を、粒径が１２ｍｍ以下の第２の不燃物ｄ２と、粒径が１２ｍｍより大きい第３の不燃物ｄ３とに分別する。第２の不燃物ｄ２は、砂循環エレベータ１２へ送られ、第３の不燃物ｄ３は第２の磁選機２１へ送られる。
【００２８】
砂循環エレベータ１２は、第２の不燃物ｄ２を第１の磁選機１４に搬送する。第１の磁選機１４は、第２の不燃物ｄ２を、第１の鉄分ｆ１と、第１の鉄分ｆ１以外の第４の不燃物ｄ４に選別する。第１の鉄分ｆ１は回収され、第４の不燃物ｄ４は第２の振動篩１５へ送られる。第２の振動篩１５は、第４の不燃物ｄ４を、粒径が６ｍｍ以下の第５の不燃物ｄ５と、粒径が６ｍｍより大きい第６の不燃物ｄ６（粒径６〜１２ｍｍ）とに分別する。第５の不燃物ｄ５は、第３の振動篩１６に送られ、第６の不燃物ｄ６は、回収され、さらに埋立処分される。
【００２９】
第３の振動篩１６は、第５の不燃物ｄ５を、粒径が３ｍｍ以下の第７の不燃物ｄ７と、粒径が３ｍｍより大きい第８の不燃物ｄ８（粒径３〜６ｍｍ）とに分別する。第７の不燃物ｄ７は、戻し流路２３を経て、流動層ガス化炉６１に戻される。戻し流路２３には、ホッパー１７と、砂供給用コンベヤ１８と、砂投入弁１９とが設置されているので、第７の不燃物ｄ７はホッパー１７に送られ、さらに砂供給用コンベヤ１８により搬送され、砂投入弁１９に送られ、砂投入弁１９によって、流動層ガス化炉６１に投入される。第８の不燃物ｄ８（粒径３〜６ｍｍ）は、回収され、流動層ガス化炉６１外で有効利用することができる。例えば、砂としてアスファルトと共に道路等の舗装材として利用することができる。
【００３０】
第２の磁選機２１は、第３の不燃物ｄ３を、第２の鉄分ｆ２と、第２の鉄分ｆ２以外の第９の不燃物ｄ９に選別する。第２の鉄分ｆ２は回収され、第９の不燃物ｄ９はアルミ選別機２２へ送られる。アルミ選別機２２は、第９の不燃物ｄ９を、銅、アルミニューム分ｎと、銅、アルミニューム分ｎ以外の第１０の不燃物ｄ１０に選別する。銅、アルミニューム分ｎは回収される。第１０の不燃物ｄ１０は回収され、さらに埋立処分される。
【００３１】
なお、流動層ガス化炉で廃棄物をガス化し、得られる可燃ガスを溶融炉で燃焼して灰分をスラグ化するガス化溶融装置においては、第１０の不燃物ｄ１０、第６の不燃物ｄ６、第８の不燃物ｄ８等の流動層ガス化炉より排出されるガラス、陶磁器、ガレキ等を主とした不燃物は、そのまま、あるいは破砕、粒度調整して溶融炉に直接投入し、あるいは流動層ガス化炉に投入して、流動層ガス化炉から溶融炉に気流で運ばせて、スラグとして回収し、再利用することもできる。
【００３２】
本実施の形態の分離装置１は、第３の振動篩１６を備え、粒径が３〜６ｍｍの間の不燃物を分別することができるので、当該不燃物を流動層ガス化炉外で有効利用することができ、不燃物の有効利用の割合を増加させるよう分離することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の分別機と、第１の磁選機と、第２の分別機と、第３の分別機と、流路とを設けたので、流動層ガス化炉から排出された第１の不燃物から、第１の分別機によって第１の所定の粒径以下の第２の不燃物を分別し、第１の磁選機によって第２の不燃物から第１の鉄分を選別して第４の不燃物とし、第４の不燃物から第２の分別機によって第２の所定の粒径以下の第５の不燃物を分別し、第５の不燃物から第３の分別機によって第３の所定の粒径以下の第７の不燃物を分別し、第７の不燃物を流路を通して流動層ガス化炉に戻して、流動層を形成する砂として再利用することができる。また、第３の分別機によって分別されない第８の不燃物、第１の磁選機によって選別された第１の鉄分を回収し、再利用することができる。第８の不燃物をも再利用することができるので、廃棄処分される不燃物すなわち第６の不燃物の量を減少させ、不燃物の有効利用の割合を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】流動層ガス化炉と、本発明の実施の形態の分離装置との構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  分離装置
１１  第１の振動篩
１２  砂循環エレベータ
１４  第１の磁選機
１５  第２の振動篩
１６  第３の振動篩
１７  ホッパー
１８  砂供給用コンベヤ
１９  砂投入弁
２１  第２の磁選機
２２  アルミ選別機
２３  戻し流路
６１  流動層ガス化炉
ａ  廃棄物
ｄ１〜ｄ１０  第１〜第１０の不燃物
ｆ１、ｆ２    第１、第２の鉄分
ｎ  非鉄金属分
【図１】
0003635041.tif 000002