(57)【要約】【課題】熱分解残渣選別装置に窒素供給設備を設ける必要がなく、更には除塵のための各種環境維持機器を設ける必要性を低減可能にして、設備の全体構成を簡素化して、設備コスト、ランニングコストを低減可能な熱分解ガス化溶融設備を提供する。【解決手段】廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解ドラム１と、熱分解ガスを燃焼する燃焼溶融炉５と、熱分解残渣から有価物を選別する選別機構とを有する。熱分解ドラム１から熱分解された熱分解残渣を水中に受け入れて重力分離する分離機能を備えると共に、重力分離された熱分解残渣を搬送し排出する水封搬送装置３０が設けられていて、この水封搬送装置３０から排出された熱分解残渣を選別機構により選別して有価物を回収可能になっている。【選択図】図２
2006194511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解ドラムと、前記熱分解ガスを燃焼する燃焼溶融炉と、前記熱分解残渣から有価物を選別する選別機構とを有する熱分解ガス化溶融設備において、前記熱分解ドラムから熱分解された熱分解残渣を水中に受け入れて重力分離する分離機能を備えると共に、重力分離された前記熱分解残渣を搬送し排出する水封搬送装置が設けられていて、この水封搬送装置から排出された熱分解残渣を前記選別機構により選別して有価物を回収可能になっていることを特徴とする熱分解ガス化溶融設備。
【請求項２】
前記水封搬送装置が曝気装置を備えていると共に、この曝気装置により水中に浮遊される熱分解残渣を吸い上げる吸上排出装置が設けられている請求項１の熱分解ガス化溶融設備。
【請求項３】
吸い上げられた前記熱分解残差を、脱水しつつ排出する残渣押出機が設けられている請求項２の熱分解ガス化溶融設備。
【請求項４】
前記水封搬送装置の水面に浮遊している熱分解残渣は所定箇所に集められると共に、集められた熱分解残渣は前記残渣押出機に送給される請求項３の熱分解ガス化溶融設備。
【請求項５】
前記残渣押出機により排出された熱分解残渣は粉砕され乾燥されて、前記燃焼溶融炉に送給されるようになっている請求項３の熱分解ガス化溶融設備。
【請求項６】
前記残渣押出機は、熱分解残渣を間欠的に押し出すようになっていると共に、押し出された際に排出される水分は前記水封搬送装置に送給されるようになっている請求項３の熱分解ガス化溶融設備。
【請求項７】
前記水封搬送装置は、貯留する水の塩素濃度を制御可能な水管理モニターが設けられている請求項１の熱分解ガス化溶融設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱分解ガス化溶融設備に関し、詳しくは、廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解ドラムと、前記熱分解ガスを燃焼する燃焼溶融炉と、前記熱分解残渣から有価物を選別する選別機構とを有する熱分解ガス化溶融設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種ゴミなどの廃棄物から有価物を回収しながら廃棄物を効果的に処理するのに、熱分解ガス化溶融設備を用いて行う方式がある。この種設備は、例えば図３に示すように構成されている。
【０００３】
すなわち、この設備では、廃棄物は熱分解ドラム１に供給され、熱分解ドラム１中で回転されつつ約１時間程度、無酸素あるいは低酸素雰囲気中で間接加熱されて、熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解され、熱分解残渣分離機Ｓにより分離される。熱分解ドラム１では、廃棄物はドラム加熱空気熱交換器２によって約５３０℃程度に加熱された加熱空気により、約４７０℃程度にまで加熱され熱分解される。熱分解ガスの一部は、熱分解ドラムの加熱用として熱分解ガスダクト４を通して引き抜かれ、熱分解ガス燃焼炉３にて燃焼され、ドラム加熱空気熱交換器２の熱源とされる。残った熱分解ガスは、燃焼溶融炉５に送給されて、別に送給される熱分解残渣中のカーボンと共に燃焼される。
【０００４】
燃焼溶融炉５には、後工程のボイラー６、急冷塔７、第１バグフィルター８から生じた灰も回収されて吹き込まれるが、燃焼溶融炉内の温度が約１３００℃程度あるため吹き込まれた灰は溶融し、溶融スラグとしてスラグコンベア９に排出される。
【０００５】
燃焼溶融炉５の燃焼ガスは、ボイラー６に送給されて熱回収され、蒸気を生じさせて蒸気タービン（図示略）にて電気として利用される。熱回収された後の排ガスは急冷塔７に送られて約１７０℃程度に急速冷却されてダイオキシン類の再合成を防止され、第１バグフィルター８に送られてダスト除去される。更に、排ガスは、消石灰などの中和薬剤が吹き込まれて排ガス中の酸性成分を除去され、第２バグフィルター１０に送られて集塵された後、煙突１１から排出される。尚、図３中、図番Ｆは送給ファンであり、図番１２は第２バグフィルター１０から発生した排ガス処理残渣である。
【０００６】
一方、熱分解ドラム１から発生した熱分解残渣は、熱分解残渣分離機Ｓにより分離され、一旦、残渣供給スクリュー１３に貯留された後、貯留レベル検知センサー１４の検知結果に基づいて貯留レベルを維持しながら、冷却コンベア１５に排出される。この間、残渣供給スクリュー１３に熱分解残渣を貯留することによって、この箇所のシールを保持するようになっている。冷却コンベア１５に排出された熱分解残渣は、可燃性であるため、窒素雰囲気にて約８０℃以下程度にまで間接冷却される。冷却コンベア１５の冷却水を循環させること等によって行われる。なお、図番１６は、冷却コンベア１５における酸素濃度を検出する酸素センサーであり、図番１７は循環水を冷却する熱交換器であり、図番１８は循環水を送給する送給ポンプを示す。
【０００７】
冷却された熱分解残渣は、バケットコンベア１９にて選別棟の最上階にまで搬送されて、シール用スクリュー２０によってトロンメル２１に排出される。シール用スクリュー２０においても、残渣供給スクリュー１３と同様に熱分解残渣は一旦貯留され、その貯留レベルが検知されて所定量がシール状態になるように維持される。
【０００８】
トロンメル２１では、例えば、径約２０ｍｍ程度の多数の孔が設けられていて、熱分解残渣を２０ｍｍ以上と以下に選別する。２０ｍｍ以下の熱分解残渣は、粉砕機２２に送られて微粉砕される。２０ｍｍ以上の熱分解残渣は、金属類が多く含まれていることから、磁選機２３、アルミニウム選別機２４に送給され、夫々有価物として回収される。有価物を回収された残りは、粉砕機に送られて微粉砕され、微粉砕された後、スクリーン（篩径約１ｍｍ）２５にて吹込み不適物（針金など）が除去されてから、カーボンサイロ２６に送られる。カーボンサイロ２６に貯留されたカーボンは、送給ファンＦによる空気輸送にて燃焼溶融炉５に送給され吹き込まれて燃焼されるようになっている。
【特許文献１】特開平５−３４５１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術の熱分解ガス化溶融設備では、その熱分解残渣選別装置において、熱分解残渣が可燃性であることから、種々の発火防止設備が必要であり、更に熱分解残渣が微粉体を含むため、種々の処置を要するなど、設備が複雑で大掛かりとなるという問題があり、設備コスト、ランニングコストの上昇をもたらしている。
【００１０】
すなわち、上記従来の技術の熱分解残渣選別装置では、窒素供給設備を設けて、発火の可能性のある箇所に窒素を随時送り込み、不活性な雰囲気を保持するようにすると共に、酸素センサー、一酸化炭素センサー等を設けて雰囲気を監視するようにしている。更には、熱分解残渣が搬送される途中の各種機器との接続箇所には、微粉体の漏洩による作業環境の劣化を防止するためのフード２７が設けられて、雰囲気空気を吸引してサイクロン２８とバグフィルター２９で除塵する各種の作業環境維持機器が設けられている。
【００１１】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、特に熱分解残渣選別装置に窒素供給設備を設ける必要がなく、更には除塵のための各種環境維持機器を設ける必要性を低減可能にして、設備の全体構成を簡素化して、設備コスト、ランニングコストを低減可能な熱分解ガス化溶融設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る熱分解ガス化溶融設備の特徴構成は、廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解ドラムと、前記熱分解ガスを燃焼する燃焼溶融炉と、前記熱分解残渣から有価物を選別する選別機構とを有していて、前記熱分解ドラムから熱分解された熱分解残渣を水中に受け入れて重力分離する分離機能を備えると共に、重力分離された前記熱分解残渣を搬送し排出する水封搬送装置が設けられていて、この水封搬送装置から排出された熱分解残渣を前記選別機構により選別して有価物を回収可能になっていることにある。
【００１３】
この構成によれば、熱分解された熱分解残渣を水中に受け入れることにより、冷却と酸素の遮断とを同時に達成することができ、従来技術のように窒素供給設備を設けて窒素を供給して、熱分解残渣の搬送経路を不活性雰囲気にする必要や、排出された熱分解残渣を冷却する必要がなく、しかも重力分離することから、回収される有価物の純度を高めることができると共に、その他の熱分解残渣を燃料として利用し易くするに際して粉砕工程を経る場合、金属類などの噛み込みを防止できて、設備寿命を長くすることが可能になり、大幅な設備コスト及びランニングコストの低減、更には省スペースを実現することができる。
【００１４】
その結果、熱分解残渣選別装置に窒素供給設備を設ける必要がなく、更には除塵のための各種環境維持機器を設ける必要性を低減可能にして、設備の全体構成を簡素化して、設備コスト、ランニングコストを低減可能な熱分解ガス化溶融設備を提供することができた。
【００１５】
前記水封搬送装置が曝気装置を備えていると共に、この曝気装置により水中に浮遊される熱分解残渣を吸い上げる吸上排出装置が設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、熱分解残渣の内、炭化布、炭化木、紙質炭化物、その他の炭化物などのように、比較的比重の小さいものでも水を吸収して底部に沈降する場合があり、これらを曝気装置によって水中に滞留させることにより、有価物である金属類などと確実に分離でき、しかも吸い上げることによって回収し易くし、回収率を高めることができると共に、有価物の純度を高めることができる。特に、吸上排出装置として、エアーリフトポンプを用いることにより、水中に滞留する熱分解残渣を吸い上げるようにすると、一層効果的に吸い上げることができると共に、エアーリフトポンプは回転物を有していないので、保守が楽となる。
【００１７】
吸い上げられた前記熱分解残渣を脱水しつつ排出する残渣押出機が設けられていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、比較的比重の小さい熱分解残渣の回収を、脱水と同時に行うことができ、熱分解残渣を水分の少ない燃料として後工程で利用し易くなる。
【００１９】
前記水封搬送装置の水面に浮遊している熱分解残渣は所定箇所に集められると共に、集められた熱分解残渣は前記残渣押出機に送給されることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、分散し易い比較的比重の小さい熱分解残渣を効率的に他と分離して集めることができ、後工程で利用し易くできる。
【００２１】
前記残渣押出機により排出された熱分解残渣は粉砕され乾燥されて、前記燃焼溶融炉に送給されるようになっていることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、熱分解残渣を燃焼溶融炉で燃焼し易い性状にできて扱い易く利用し易い。
【００２３】
前記残渣押出機は、熱分解残渣を間欠的に押し出すようになっていると共に、押し出された際に排出される水分は前記水封搬送装置に送給されるようになっていることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、熱分解残渣中の水分を、水切り効果により効率的に排出することができ、排出された水分を有効に再利用できる。
【００２５】
前記水封搬送装置は、貯留する水の塩素濃度を制御可能な水管理モニターが設けられていることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、熱分解残渣中の塩素濃度を低くでき、かかる残渣の再利用し易くなると共に、有価物としての回収物の純度が高まり、利用し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る熱分解ガス化溶融設備の概略全体構成を示す。従来技術と同様な機能を有する構成については、同一図番を付してある。
【００２８】
この熱分解ガス化溶融設備は、必要に応じて粉砕機などにより前処理された廃棄物は熱分解ドラム１に供給され、熱分解ドラム１中で所定時間、無酸素あるいは低酸素雰囲気中で間接加熱されて、熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解されると共に、熱分解ドラム１で、廃棄物はドラム加熱空気熱交換器２によって約５３０℃程度に加熱された加熱空気により、約４５０℃程度にまで加熱され熱分解される。熱分解ガスの一部は、熱分解ドラムの加熱用として熱分解ガスダクト４を通して引き抜かれ、熱分解ガス燃焼炉３にて燃焼され、ドラム加熱空気熱交換器２の熱源とされ、残った熱分解ガスは、燃焼溶融炉５に送給されて、別に送給される熱分解残渣中のカーボンと共に燃焼される点は、従来技術と同様である。
【００２９】
更に、燃焼溶融炉５の燃焼ガスは、従来技術と同様に、ボイラー６に送給されて熱回収され、蒸気を生じさせて蒸気タービン（図示略）にて電気として利用されると共に、熱回収された後の排ガスは急冷塔７に送られて約１７０℃程度に急速冷却されてダイオキシン類の再合成を防止され、第１バグフィルター８に送られてダスト除去される。更に、排ガスは、消石灰などの中和薬剤が吹き込まれて排ガス中の酸性成分が除去され、第２バグフィルター１０に送られて集塵された後、煙突１１から排出される。
【００３０】
熱分解残渣選別装置Ａは、従来技術と異なり、以下のように構成されている。すなわち、熱分解残渣分離機Ｓにより分離された熱分解残渣は、図２に拡大して示すように、熱分解残渣分離機Ｓのシュート下部に留まり、水封搬送装置の一種である水封コンベア３０内に溜められた水中に徐々に投入され混入されて、ここで重力分離を行う。投入された熱分解残渣は、水封コンベア３０内の貯留水により効果的に冷却される。また、水封コンベア３０に送給される熱分解残渣の量は、ダンパのような開閉装置３８によって調整可能になっている。
【００３１】
熱分解残渣の内、比重の大きいもの（金属、がれき等）は下方に沈降して水封コンベア３０の底部に溜まり、比重の小さいもの（炭化布、炭化木、紙質炭化物、その他の炭化物など）は、水中に漂うか、水面に浮き上がる。炭化物の中には、水を吸収して底部に沈降するものも生じるが、これらは水封コンベア３０の下部に設けられた曝気装置３１から供給される気泡によって、再度水中に滞留させられる。図番Ｒは、曝気装置３１に送給される圧縮空気ポンプである。
【００３２】
水中に滞留した熱分解残渣は、吸上排出装置の１種であるエアリフトポンプ３２によって吸い上げられ、水封コンベアの水と共に残渣排出機３３に送られる。このエアリフトポンプ３２は、ブロアＢによって送り込まれた空気を配管Ｔの先端から排出してバブリングするもので、回転物を使用しておらず、保守が楽になるという利点がある。つまり、熱分解残渣を排出、搬送する場合、配管類の磨耗や詰まりを生じ易いが、回転物を使用していないので、そのようなトラブルを著しく低減できる。
【００３３】
残渣排出機３３は、プッシャー等のような残渣押出機３４が装着されており、この残渣押出機３４は先端側にストーカ３４ａを備えていて、残渣を前方へ間欠的に押し出す。押し出された残渣は徐々に圧縮され、吸水している水分を排出・脱水する（水切り効果）。脱水された水分、送給された熱分解残渣に伴う水分は、残渣排出機３３のオーバーフロー部より排出されて、ポンプ等により水封コンベア３０に戻される。
【００３４】
残渣排出機３３によって脱水され押し出された熱分解残渣は、水分量が１５％程度になっており、ベルトコンベア３５によって、残渣バンカ３６に貯留される。残渣バンカ３６に貯留された熱分解残渣は、残渣バンカ３６の下部より、連続的に粉砕機３７に送られて、大きさ約１ｍｍ程度に粉砕される。粉砕された熱分解残渣は、ブロアＢにより空気加熱機器４０から送られる約２００℃程度に加熱された加熱空気によって、気流乾燥機４１に送給され、乾燥される。乾燥後、乾燥微粉となった熱分解残渣（カーボン）は、燃焼溶融炉５に吹き込まれて燃焼される。
【００３５】
一方、水封コンベア３０の水面に浮遊している、比重の小さい熱分解残渣は、浮遊集合枡３９に流れる水流により１箇所に集められて、下部に配置されている浮遊物コンベア４２に送られ、この浮遊物コンベア４２によって持ち上げられて残渣排出機３３に戻され、熱分解残渣に混入される。浮遊集合枡３９から排出された水は、浮遊物コンベア４２から下方に落下して、その底部に接続されている集合枡水戻しポンプ４３によって、水封コンベア３０に戻されるようになっている。
【００３６】
他方、水封コンベア３０に底部に沈降し溜まっている比重の大きい熱分解残渣（金属、がれき等）は、水封コンベア３０のコンベア３０ａにより排出され、振動コンベア４４等により選別機構に送られる。選別機構による選別は、従来技術と同様に、磁選機４５を経由して鉄製品とその他に分別され、更に、アルミニウム選別機４６によりアルミニウムとその他のがれき等に選別される。がれき等を溶融する場合には、粉砕機（図示略）を用いて細かく粉砕する工程を採用してもよい。
【００３７】
尚、水封コンベア３０の水管理（主として塩濃度、温度）については、水封コンベア３０の側面底部に設けられたブロー弁４７と、表面側に設けられた補給水供給口４８により行われる。補給水供給口４８は、水封コンベア３０の傾斜部に設けることにより金属類の洗浄の役目も果たす。もとより、塩素センサーあるいは温度計のような水管理モニターを設けることができ、その結果に基づいて自動的に給排水処理するように制御してもよい。
【００３８】
上記したように、本実施形態では、熱分解残渣分離器Ｓから分離された熱分解残渣を、水封搬送装置の１種である水封コンベアに送給して重力分離を行うようにしているので、従来技術のように、熱分解残渣分離器Ｓから排出される熱分解残渣を窒素によって不活性雰囲気にする必要がなく、少なくないコストとスペースを要する窒素供給設備、更には酸素センサー、一酸化炭素センサーなどの付帯設備を設ける必要がないのみならず、微粉体が発生しないため、微粉体の漏洩に起因する作業環境の劣化を防止する作業環境維持機器も不要であり、大幅なコストの低減と省スペースを実現することができる。しかも、熱分解残渣の選別精度が上り、有価物の純度が高くなると共に、回収率を高めることができる。
【００３９】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、熱分解残渣を残渣バンカ３６から更に粉砕機３７に送給し、細かく粉砕した後乾燥し、これを燃焼溶融炉５内に吹き込んで燃焼させるようにしたが、これに代えて、残渣バンカ３６から直接、発電所あるいはセメント製造工場での燃料として利用してもよい。かかる燃料は、水分を加えて固化させるようにしているので、乾燥させる必要がない。
（２）上記実施形態では、残渣排出機３３として残渣押出機３４を備えた例を示したが、残渣押出機に代えて各種脱水機、フィルタープレスのような装置を用いても良い。
（３）上記実施形態では、残渣排出機３３から排出された熱分解残渣を残渣バンカ３６に送給し、粉砕機３７で粉砕すると共に気流乾燥機４１にて乾燥する工程を採用した例を挙げたが、粉砕機と気流乾燥機とが一体形となった装置を用いて、熱分解残渣の粉砕と乾燥とを同時に行うようにしてもよい。このようにすると、一層省スペースを図ることができる。
（４）廃棄物としては、特に限定されるものではなく、熱分解ドラムを用いて処理できるものであれば、各種産業廃棄物、一般家庭ゴミなど種々の廃棄物に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱分解ガス化溶融設備の概略全体構成図
【図２】図１の熱分解残渣選別装置の要部拡大構成図
【図３】従来技術の熱分解ガス化溶融設備の概略全体構成図
【符号の説明】
【００４１】
１          熱分解ドラム
５          燃焼溶融炉
３０        水封搬送装置
３１        曝気装置
３２        吸上排出装置
３４        残渣押出機
【図１】
2006194511.tif 000003
【図２】
2006194511.tif 000004
【図３】
2006194511.tif 000005