(57)【要約】 【課題】  ガス化溶融炉の燃焼安定性を向上し、ガス化溶融炉から発生する排気ガスの性状を安定化および改善する。【解決手段】  第１クレーン５３によって、第１ピット５０に貯留される破砕前廃棄物８を、破砕機５２に直接または間接的に供給する。破砕機５２によっては際された廃棄物９は、経路切換手段７２によって、水分量が高いときには、乾燥機６１に導かれ、水分量が低いときには、第２ピット５１に導かれる。なお、水分量が高い廃棄物９ａは、乾燥機６１によってその水分が除去されて、第２ピット５１に搬送される。これによって第２ピット５１内には、水分量が均一化された廃棄物７が貯留される。これによって第２ピット５１からをガス化溶融炉１０に供給される廃棄物の水分量および大きさを均一にすることができる。これによってガス化溶融炉１０の燃焼安定性を向上し、ガス化溶融炉１０から発生する排気ガスの性状を改善することができる。【選択図】      図１
2006046680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が投入される第１ピット領域と、
水分量が調整された廃棄物を貯留する第２ピット領域と、
第１ピット内の廃棄物を第２ピット領域側に移送する第１移送手段と、
供給される廃棄物の水分を除去する水分除去手段と、
水分除去手段によって水分が除去された廃棄物を、第２ピットに搬送する第２ピット領域行き搬送手段と、
第１移送手段によって移送される廃棄物を、前記水分除去手段および第２ピット領域のいずれか一方へ選択的に導く経路切換手段と、
第２ピット領域内の廃棄物を、熱処理炉に供給するための供給装置に移送する第２移送手段とを含むことを特徴とする廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項２】
廃棄物の水分量を計測する水分量計測手段をさらに含み、
前記経路切換手段は、水分量計測手段によって計測された水分量に基づいて、
計測された水分量が予め定める値以下であれば、前記経路切換手段内の経路を第２ピット側に切換えて、廃棄物を第２ピット領域へ導き、
計測された水分量が前記予め定める値を超えると、前記経路切換手段内の経路を水分除去手段側に切換えて、廃棄物を水分除去手段に導くことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項３】
廃棄物の水分量を計測する水分量計測手段をさらに含み、
前記水分除去手段は、水分量計測手段によって計測された水分量に基づいて、廃棄物から除去する水分量を調整することを特徴とする請求項１または２記載の廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項４】
廃棄物を破砕する破砕機をさらに含み、
第１移送手段は、第１ピット領域内の廃棄物を破砕機に供給し、
前記経路切換手段は、破砕機によって破砕された廃棄物を前記水分除去手段および第２ピット領域のいずれか一方へ選択的に切換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項５】
前記水分量計測手段は、破砕機によって破砕される前の廃棄物の水分量を計測することを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項６】
水分除去手段は、経路切換手段によって導かれる廃棄物を貯留する水分除去前ホッパと、
廃棄物の水分を除去する水分除去機と、
水分除去前ホッパに貯留される廃棄物を水分除去機へ搬送する水分除去機行き搬送手段とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の廃棄物処理設備の前処理装置。
【請求項７】
第１ピット領域内に投入された廃棄物を、ごみクレーンによって移送して熱処理炉に供給して焼却またはガス化溶融する廃棄物処理の前処理方法において、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値以下の廃棄物は、第２ピット領域に貯留し、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値を超える廃棄物は、前記所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留することを特徴とする廃棄物処理の前処理方法。
【請求項８】
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値以下の廃棄物は、その廃棄物を破砕して第２ピット領域に貯留し、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値を超える廃棄物は、その廃棄物を破砕して、次に前記所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留することを特徴とする請求項７記載の廃棄物処理の前処理方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の前処理方法を実現するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみなどの一般廃棄物および産業廃棄物などの廃棄物を、焼却炉およびガス化溶融炉などの熱処理炉によって処理する前段の工程で、均質化して、燃焼状態の安定化および排ガスの性状の安定化を図ることができる廃棄物処理設備の前処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な従来の技術は、特許文献１に記載されている。この従来の技術では、ごみピットであるバンカー内に投入された廃棄物であるごみを、ごみクレーンによって取り出し、破砕機によって破砕した後、供給装置によって熱処理炉に供給する。このような廃棄物処理設備は、ごみバンカー内が、ごみ投入部と、破砕ごみ貯留部と、ごみ取り出し部との３つに区画される。また、ごみ取り出し部の下部に開口と傾斜したシュートとを設け、ごみ取り出し部の上部に破砕機が設置される。
【０００３】
この従来技術では、破砕されたごみをすぐに熱処理炉に投入せずに、ごみバンカー内の破砕ごみ貯留部に上部から投入して滞留させ、下部のごみ取り出し部の開口から排出されたごみをごみクレーンによって供給装置に供給する。これによってごみの均質化を図り、この均質化されたごみを供給装置から熱処理炉へ供給して、燃焼を安定化させている。
【０００４】
他の従来の技術は、特許文献２に記載されている。この従来の技術では、ごみピットの上部に走行および横行するごみ投入用クレーンと移動装置とを設け、ごみ投入用クレーンのバケットによって、投入されたごみの積み替えを行う。また移動装置の破袋機によって廃棄物であるごみを拡開し、ごみピット内に投入されたごみ袋を、熱処理炉および分別機などの設備に投入する前にごみピット内で破袋する。
【０００５】
このような構成によって、ごみの撹拌混合を行い易くして、ごみの均質化を図り、ごみ袋内の水分を流出させて、ごみの連続的かつ均一な燃焼を可能とし、ダイオキシン類などの有害物質の発生を抑制している。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７１７３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の特許文献１に記載される従来の技術では、バンカー内のごみ投入部に投入されたごみを、ごみクレーンによって移送して、破砕機によって破砕する。その破砕されたごみは、破砕ごみ貯留部内に滞留し、破砕ごみ貯留部の下部の開口から排出される。開口から排出されたごみを、再びごみクレーンによって供給装置に移送し、供給装置から熱処理炉に供給する。
【０００８】
破砕機およびクレーンによって、供給装置へ供給されるごみは、ある程度の均質化が達成される。しかしながら、これらの過程で得られるごみの撹拌、混合および破袋は広い範囲で達成されておらず、充分に均質化されていない。したがって、このような均質化が不充分なごみを供給装置から熱処理炉に投入すると、熱処理炉における燃焼安定性が低下し、熱処理炉からの排気ガスの性状を悪化させるという問題がある。
【０００９】
前述の特許文献２に記載される従来の技術では、破袋機によるごみ袋の破袋によって、ごみの水分を均一にし、燃焼状態を安定化させ、ダイオキシン類などの有害物質の発生を抑制する。しかしながら、ごみの均質化および水分の均一化が充分ではないので、前述の特許文献１に記載される従来の技術と同様に、熱処理炉における燃焼安定性が低下し、熱処理炉からの排気ガスの性状を悪化させるという問題がある。
【００１０】
このような燃焼安定性の低下による排気ガスの性状の悪化という問題は、熱処理炉に焼却炉およびガス化溶融炉のいずれかを用いる廃棄物処理設備においても同様な問題がある。
【００１１】
したがって本発明の目的は、焼却炉およびガス化溶融炉などの熱処理炉の燃焼安定性を向上し、熱処理炉から発生する排気ガスの性状を安定化および改善することができる廃棄物処理設備の前処理装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、廃棄物が投入される第１ピット領域と、
水分量が調整された廃棄物を貯留する第２ピット領域と、
第１ピット内の廃棄物を第２ピット領域側に移送する第１移送手段と、
供給される廃棄物の水分を除去する水分除去手段と、
水分除去手段によって水分が除去された廃棄物を、第２ピットに搬送する第２ピット領域行き搬送手段と、
第１移送手段によって移送される廃棄物を、前記水分除去手段および第２ピット領域のいずれか一方へ選択的に導く経路切換手段と、
第２ピット領域内の廃棄物を、熱処理炉に供給するための供給装置に移送する第２移送手段とを含むことを特徴とする廃棄物処理設備の前処理装置である。
【００１３】
本発明に従えば、廃棄物がごみ収集車などによって第１ピット領域に投入される。第１移送手段が、第１ピット領域に投入された廃棄物を、直接または間接的に経路切換手段に供給する。経路切換手段が切換えられることによって、廃棄物の水分量が高いときには、廃棄物を水分除去手段に導くことができ、廃棄物の水分量が低いときには、第２ピット領域に直接導くことができる。なお、水分量が高い廃棄物は、水分除去手段によってその水分が除去された後、第２ピット領域に搬送される。これによって第２ピット領域内には、水分量が均一化された廃棄物が貯留される。
【００１４】
第２移送手段が、第２ピット領域内の廃棄物を、直接または間接的に供給装置に供給する。供給装置は、廃棄物を熱処理炉に供給する。熱処理炉に搬送された廃棄物は、熱処理炉によって熱処理される。たとえば供給装置は、ピストン式給塵装置によって実現されてもよい。また前記熱処理炉は、焼却炉およびガス化溶融炉のいずれによって実現されてもよい。また各移送手段は、１または複数のクレーンによって実現されてもよい。
【００１５】
第１ピット領域に投入される廃棄物の水分量にばらつきがある場合であっても、経路切換手段によって廃棄物の移動経路が切換えられることによって、第２ピット領域に貯留される廃棄物の水分量を均一に保つことができる。これによって熱処理炉に供給される廃棄物の水分量を均一にすることができる。
【００１６】
また本発明は、廃棄物の水分量を計測する水分量計測手段をさらに含み、
前記経路切換手段は、水分量計測手段によって計測された水分量に基づいて、
計測された水分量が予め定める値以下であれば、前記経路切換手段内の経路を第２ピット側に切換えて、廃棄物を第２ピット領域へ導き、
計測された水分量が前記予め定める値を超えると、前記経路切換手段内の経路を水分除去手段側に切換えて、廃棄物を水分除去手段に導くことを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、水分量計測手段が廃棄物の水分量を計測する。経路切換手段は、水分量計測手段の計測結果に基づいて、廃棄物の移動経路を切換える。具体的には、予め定める水分量を超える場合には廃棄物を水分除去手段に導き、予め定める水分量以下の場合には、廃棄物を第２ピット領域に導く。
【００１８】
これによってごみ処理設備の操作者は、廃棄物の移動経路の切換操作を行う必要がない。したがって操作者によるごみ処理設備の操作を行い易くすることができる。また、水分量計測手段を用いて、廃棄物の移動経路を切換えることによって、廃棄物の水分量に応じた移動経路の切換えを正確に行うことができ、第２ピット領域内に貯留される廃棄物の水分量をより確実に均一化することができる。
【００１９】
また本発明は、廃棄物の水分量を計測する水分量計測手段をさらに含み、
前記水分除去手段は、水分量計測手段によって計測された水分量に基づいて、廃棄物から除去する水分量を調整することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、水分量計測手段が廃棄物の水分量を計測する。水分除去手段は、水分量計測手段の計測結果に基づいて、廃棄物から除去する水分量を調整する。たとえば廃棄物の水分量が高い場合には、廃棄物から除去する水分量を多くし、廃棄物の水分量が低い場合には、廃棄物から除去する水分量を小さくする。したがって廃棄物の水分除去量の過不足を防ぐことができる。
【００２１】
これによって水分除去手段から第２ピット領域に供給される廃棄物の水分量を均一にすることができる。第２ピット領域に貯留される廃棄物の水分量をさらに確実に均一にすることができる。またたとえば、廃棄物が水分除去手段に向かって移動するときについてのみ水分除去手段を可動させることができ、水分除去手段を効率的に動作させることができる。
【００２２】
また本発明は、廃棄物を破砕する破砕機をさらに含み、
第１移送手段は、第１ピット領域内の廃棄物を破砕機に供給し、
前記経路切換手段は、破砕機によって破砕された廃棄物を前記水分除去手段および第２ピット領域のいずれか一方へ選択的に切換えることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、第１移送手段は、第１ピット領域に投入された廃棄物を、直接または間接的に破砕機に供給する。破砕機は、供給された廃棄物を破砕する。破砕機によって破砕された廃棄物は、経路切換手段によって、水分量が高いときには水分除去手段に導かれ、水分量が低いときには第２ピット領域に導かれる。なお、破砕された廃棄物のうちで水分量が高い廃棄物は、水分除去手段によってその水分が除去されて、第２ピット領域に搬送される。これによって第２ピット領域内には、水分量が均一化されるとともに、大きさが均一化された廃棄物が貯留される。
【００２４】
また本発明は、前記水分量計測手段は、破砕機によって破砕される前の廃棄物の水分量を計測することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、第１ピット領域内の廃棄物は、第１移送手段によって破砕機行き搬送手段に移送され、破砕機行き搬送手段は、移送された廃棄物を破砕機に供給する。水分量計測手段は、破砕機によって破砕される前の廃棄物の水分量を測定することによって、破砕機の破砕処理に起因する水分量計測手段の水分量の誤検出を防ぐことができる。また破砕後に飛散した廃棄物による水分量計測手段の汚染を防ぎ、水分量計測手段の検出精度の劣化を防ぐことができる。
【００２６】
また水分量の高い廃棄物を検出してから、その廃棄物が経路切換手段に達するまでに時間遅れが生じる。その時間遅れを考慮して経路切換手段を動作させることによって、水分量検出後に経路切換手段を動作させるまでに、時間的余裕を得ることができる。したがって破砕機と経路切換手段とが近接した位置に配置される場合であっても、経路切換手段の動作遅れを防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、水分除去手段は、経路切換手段によって導かれる廃棄物を貯留する水分除去前ホッパと、
廃棄物の水分を除去する水分除去機と、
水分除去前ホッパに貯留される廃棄物を水分除去機へ搬送する水分除去機行き搬送手段とを含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、水分が高い廃棄物は、水分除去前ホッパで一旦貯留される。そして前記ホッパに貯留された廃棄物は、水分除去機行き搬送手段によって、水分除去機に搬送される。このように水分除去前ホッパによって廃棄物を貯留することによって、水分除去機に供給される廃棄物をほぼ一定にすることができ、経路切換手段によって水分除去手段に供給される廃棄物に偏りがある場合であっても、水分除去機を連続して動作させることができる。
【００２９】
また本発明は、第１ピット領域内に投入された廃棄物を、ごみクレーンによって移送して熱処理炉に供給して焼却またはガス化溶融する廃棄物処理の前処理方法において、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値以下の廃棄物は、第２ピット領域に貯留し、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値を超える廃棄物は、前記所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留することを特徴とする廃棄物処理の前処理方法である。
【００３０】
本発明に従えば、水分量が所定の値以下の廃棄物は、第２ピット領域に貯留する。また水分量が所定の値を超える廃棄物は、所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留する。これによって第２ピット領域には、水分量が均一の廃棄物を貯留することができる。そして第２ピット領域に貯留される廃棄物を熱処理炉に供給することで、水分量がほぼ均一な廃棄物を熱処理炉に供給することができる。
【００３１】
たとえば、ごみクレーンによって第１ピット領域内の廃棄物を撹拌、破袋、混合および積み換えのうちの少なくとも１つを行うことによって、特殊な装置を用いることなく廃棄物の水分量を予め定める水分量以下に近づけてもよい。また乾燥機または脱水機を用いて廃棄物を予め定める水分量以下に近づけるようにしてもよい。
【００３２】
また本発明は、第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値以下の廃棄物は、その廃棄物を破砕して第２ピット領域に貯留し、
第１ピット領域内に投入された廃棄物のうち水分量が所定の値を超える廃棄物は、その廃棄物を破砕して、次に前記所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留することを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、破砕機によって破砕することによって、水分量と大きさがほぼ均一な廃棄物を第２ピット領域に貯留することができる。さらに破砕後の廃棄物のうちで、選択的に廃棄物を選り分けて、選り分けられた一方の廃棄物について水分量を除去することによって、廃棄物の水分を短時間で除去することができる。
【００３４】
また本発明は、前記前処理方法を実現するためのプログラムであることを特徴とする。
また本発明に従えば、プログラムを実行することによって上述した前処理方法を実行することができ、前述した前処理方法を手動で行う場合に比べて、廃棄物処理設備を操作する作業者の手間を削減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、本発明では、水分量に応じて廃棄物の移動経路を切換えることによって、熱処理炉に供給される廃棄物の水分量を均一にすることができる。これによって熱処理炉における熱処理状態を制御しやすくすることができる。たとえば熱処理炉の燃焼安定性を向上することができ、熱処理炉から排出される排気ガスの性状を向上させることができる。
【００３６】
たとえばダイオキシン類、一酸化炭素および窒素酸化物（ＮＯＸ）などの有害物質が排気ガスに混入する量が低い設定温度範囲が予め決定している場合、熱処理炉に投入される廃棄物の水分量が均一であるので、処理状態を制御する制御手段は、熱処理炉の温度を設定温度範囲に容易に保つことができ、有害物質の発生を抑えることができる。また有害物質、たとえばダイオキシン類の発生を抑えるために、必要以上に熱処理炉内の温度を高める必要がなく、廃棄物を効率よく熱処理することができる。また炉内の燃焼領域の不所望な温度上昇を防ぐことができるので、温度上昇に起因する炉体の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００３７】
また本発明によれば、廃棄物の水分量に基づいて、廃棄物の移動経路の切換を行うことによって、第２ピット領域に貯留される廃棄物の水分量をより均一に保つことができる。これによって、熱処理炉の処理安定性および排気ガスの性状の良質化をさらに確実にすることができる。また作業者が経路切換手段を手動で切換える必要がないので、廃棄物処理設備における利便性を向上することができる。
【００３８】
また本発明によれば、廃棄物の水分量に基づいて、廃棄物から除去する水分量を調整することによって、廃棄物の水分量の過不足を防いで第２ピット領域に供給することができる。これによって第２ピット領域に貯留される廃棄物の水分量をさらに均一化することができる。また廃棄物の水分量に基づいて水分除去手段を動作させることによって、水分除去手段を効率的に動作させることができる。
【００３９】
また本発明によれば、破砕機を用いて破砕した廃棄物について、廃棄物の水分量に基づいて、第２ピット領域に導くか水分除去手段に導くかを切換える。したがって第２ピット領域に貯留される廃棄物は、水分量が均一に調整されるとともに、大きさも均一に調整される。これによってさらに熱処理炉における熱処理を安定させることができ、排気ガスの性状を良好に保つことができる。また破砕された廃棄物が、水分除去手段に搬送されることによって、短時間にかつ確実に水分を除去することができ、水分除去手段の水分除去能力を向上させることができる。
【００４０】
また本発明によれば、破砕機によって破砕される前の廃棄物の水分量を測定し、その水分量に基づいて廃棄物の移動経路を決定することによって、破砕機の破砕処理に起因する水分量の誤検出を防ぐことができる。また破砕時に飛散した廃棄物によって水分量計測手段が汚染されることを防ぎ、水分量計測手段の検出精度の劣化を防ぐことができる。また水分量検出後に経路切換手段を動作させるまでに、時間的余裕を得ることができ、破砕機と経路切換手段とが近接した位置に配置される場合であっても、経路切換手段の動作遅れを防ぐことができる。
【００４１】
また本発明によれば、水分除去前ホッパに廃棄物を一旦貯留することができるので、水分除去機に供給される廃棄物をほぼ一定にすることができ、水分除去手段に供給される廃棄物に偏りがある場合であっても、水分除去機を連続して動作させることができる。
【００４２】
また本発明によれば、第２ピット領域に貯留される水分量が均一の廃棄物を熱処理炉に投入することによって、熱処理炉の処理安定性と排気ガスの性状の向上を実現することができる。また第２ピット領域に水分量が調整される廃棄物を貯留することによって、前処理時に不具合が生じた場合、たとえば破砕機、各搬送手段および水分除去機が損傷した場合であっても、熱処理炉の連続処理を実現することができる。
【００４３】
また本発明によれば、破砕機によって破砕された廃棄物のうち、水分量が所定の値以下の廃棄物は、第２ピット領域に貯留する。また水分量が所定の値を超える廃棄物は、所定の水分量の値以下まで水分を除去した後に第２ピット領域に貯留する。これによって第２ピット領域に貯留される廃棄物を熱処理炉に供給することで、大きさおよび水分量がほぼ均一な廃棄物を熱処理炉に供給することができ、熱処理安定性を向上することができるとともに、排気ガスの性状を良好に保つことができる。また破砕機によって破砕することによって、廃棄物の水分量の除去を短時間にかつ確実に行うことができる。
【００４４】
また本発明によれば、上述したプログラムを制御装置に実行させることによって、作業者が、廃棄物の水分量を判断して廃棄物を選り分ける必要がなく、利便性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の実施の一形態である廃棄物処理設備１を示す系統図である。廃棄物処理設備１は、本発明の実施の一形態である前処理装置１２を含む。なお、本実施の形態において、「廃棄物」とは、ごみと同義で用いるものとする。廃棄物は、一般家庭で発生する可燃性および不燃性の都市ごみなどであってもよく、一般家庭以外の工場などによって発生する産業用廃棄物であってもよい。
【００４６】
本発明の廃棄物処理設備１は、ガス化溶融炉１０と、破砕された破砕後廃棄物９をガス化溶融炉１０に供給する給塵装置１１と、廃棄物を均質化するとともに均質化した処理後廃棄物７を給塵装置１１に移送する前処理装置１２とを含む。前処理装置１２は、ごみ収集車などから破砕前廃棄物８が供給され、供給された破砕前廃棄物８を破砕して破砕後廃棄物９を生成する。また破砕後廃棄物９について、水分量を予め定める量に調整して処理後廃棄物７を生成し、これを貯留する。そして前処理装置１２は、貯留した処理後廃棄物７を給塵装置１１に供給する。
【００４７】
給塵装置１１は、ガス化溶融炉１０に処理後廃棄物７を供給する供給装置となる。たとえば給塵装置１１は、一次貯留部と、押し出し部とを有するスクリュー式給塵装置が用いられる。一次貯留部は、上部より供給される廃棄物を後段の押し出し部に供給するにあたって、廃棄物を一時的に貯留する。押し出し部は、一次貯留部より供給された廃棄物を２軸スクリューによって押し出して、ガス化溶融炉１０へ供給する。
【００４８】
ガス化溶融炉１０は、主としてガス化炉と溶融炉とで構成される。ガス化炉は、高温でかつ酸素量の少ない雰囲気に調整される。給塵装置１１によってガス化炉に供給された廃棄物は、酸素量の少ない状態で部分燃焼させて熱分解ガスを発生させる。発生した熱分解ガスは、溶融炉に送り込まれる。溶融炉では、熱分解ガスは、低空気比燃焼によって１３００〜１５００℃の高温となる。溶融炉において熱分解ガスに含まれる灰分は、溶融スラグとして排出される。熱分解ガスは、さらに後段の燃焼炉によって燃焼される。その排気ガスは、有害成分が除去されるとともに塵が捕捉されて、煙突から排出される。このようなガス化溶融炉によれば、ごみが高温で熱処理されるので、燃焼によって発生するダイオキシン類の濃度が格段に低い。また溶融スラグの生成によって大幅な減量化と無害化が図られ、外部から熱を投入せずに灰分が溶融されることによって、ランニングコストが低いという利点を有する。
【００４９】
図２は、前処理装置１２を拡大して示す系統図である。前処理装置１２は、廃棄物８，７を貯留するための第１ピット５０および第２ピット５１が形成される。各ピット５０，５１は、投入口から廃棄物が投入される。なお、各ピット５０，５１は、ごみ貯留槽によって形成される空間となる。
【００５０】
第１ピット５０は、ごみ収集車４などによって投入口からの破砕前廃棄物８が投入される。ごみ収集車４から投入される破砕前廃棄物８は、破砕されておらず、水分量も均一でない。第２ピット５１は、破砕されるとともに水分量がほぼ均一に調整される処理後廃棄物７が貯留される。各ピット５０，５１内の空気は、熱分解ガスを燃焼するための空気として用いられる。これによってピット内は負圧に保たれて、ほこりや臭気の散逸を防ぐことができる。
【００５１】
また各ピット５０，５１を形成するごみ貯留槽５４，５５の底部には、廃棄物８，７から漏れた汚水を汚水槽５６，５７に導く供給口５８が形成される。各ピット５０，５１から供給口５８を介して汚水槽５６，５７に貯留された汚水は、廃棄物処理設備内で再利用される。
【００５２】
前処理装置１２は、第１クレーン５３と第２クレーン５４とを有する。なお、本実施の形態では、第１クレーン５３と第２クレーン５４とは、共通の１つのクレーンによって実現される。クレーンは、少なくとも廃棄物を移送可能に構成される。本実施の形態では、第１ピットに貯留される破砕前廃棄物８を移送するクレーンを第１クレーン５３と称し、第２ピット５１に貯留される処理後廃棄物７を移送するクレーンを第２クレーン５４と称する。
【００５３】
第１クレーン５３は、第１ピットに貯留される破砕前廃棄物８を第２ピット側に移送する第１移送手段となる。また第２クレーン５４は、第２ピット５１に貯留される処理後廃棄物７を移送する第２移送手段となる。各クレーン５３，５４は、廃棄物を把持する把持部が形成される。各クレーン５３，５４の把持部は、上下方向に移動可能であるとともに、水平方向に移動可能であって、駆動手段によって駆動変位される。また第１クレーン５３は、第１ピット５０内の破砕前廃棄物８を撹拌、破袋、混合および積み換えのうちの少なくとも１つを行うことができる。また第２クレーン５４は、第２ピット５１内の処理後廃棄物７を撹拌、破袋、混合および積み換えのうちの少なくとも１つを行うことができる。
【００５４】
前処理装置１２は、第２ピット５１に近接した位置に設けられる破砕機５２と、破砕機５２の上方に設けられる破砕機行き搬送手段６０と、破砕機行き搬送手段６０の上方に設けられるごみホッパ５９とが設けられる。ごみホッパ５９は、第１クレーン５３によって供給される破砕前廃棄物８を破砕機行き搬送手段６０に案内して供給する。破砕機行き搬送手段６０は、たとえばコンベアによって実現される。破砕機行き搬送手段６０は、ごみホッパ５９から供給された破砕前廃棄物８を破砕機５２に搬送する。破砕機５２は、破砕機行き搬送手段６０によって搬送される破砕前廃棄物８を破砕して、破砕後廃棄物９として生成して排出する。
【００５５】
具体的には、ごみホッパ５９は、上方に開放する投入口６２と、下方に開放する排出孔６３とが形成される。ごみホッパ５９の投入口６２は、上方に向かうにつれて拡がって形成され、第１クレーン５３によって把持された破砕前廃棄物８が投入される。ごみホッパ５９の投入口６２は、上方に向かうにつれて拡がって形成されることで、破砕前廃棄物８を排出孔６３に案内するシュートの役割を果たす。
【００５６】
破砕機行き搬送手段６０は、コンベア機構によって単位時間あたりにほぼ一定の体積の破砕前廃棄物８を破砕機５２に供給する。破砕機５２は、破砕機行き搬送手段６０によって、上方から供給された破砕前廃棄物８を破砕して、下方に排出する。
【００５７】
また前処理装置１２は、乾燥機６１と、乾燥ホッパ６２と、乾燥ホッパ行き搬送手段１６３と、乾燥機行き搬送手段６４と、第２ピット行き搬送手段６５とを有する。乾燥機６１は、破砕機５２によって破砕された破砕後廃棄物９のうち、水分量の高い高水分破砕後廃棄物９ａを乾燥する。言い換えると乾燥機６１は、廃棄物の水分を除去する水分除去手段となる。
【００５８】
乾燥ホッパ６２は、高水分破砕後廃棄物９ａを一時的に貯留する。乾燥ホッパ６２は、一時的に貯留した高水分破砕後廃棄物９ａを乾燥機６１に安定して供給するために設けられる。乾燥ホッパ行き搬送手段１６３は、破砕機５２から排出された高水分破砕後廃棄物９ａを受けて、その高水分破砕後廃棄物９ａを乾燥ホッパ６２に供給する。乾燥機行き搬送手段６４は、乾燥ホッパ６２から排出される高水分破砕後廃棄物９ａを乾燥機６１に供給する。第２ピット行き搬送手段６５は、乾燥機６１によって乾燥された乾燥廃棄物９ｃを第２ピット５１に搬送する。
【００５９】
たとえば乾燥ホッパ行き搬送手段１６３、乾燥機行き搬送手段６４および第２ピット行き搬送手段６５は、コンベアによって実現され、上下方向の廃棄物の運搬を行う場合には、縦横桟付きバケットコンベア等が用いられる。
【００６０】
前処理装置１２は、破砕機５２から排出された破砕後廃棄物９のうち低水分破砕後廃棄物９ｂを第２ピットに導く第２ピット側経路と、破砕機５２から排出された破砕後廃棄物９のうち高水分破砕後廃棄物９ａを前記乾燥ホッパ行き搬送手段６４に導く乾燥機側経路とが形成される。具体的には、破砕後廃棄物９の移動経路は、破砕機５２の下方で予め定める分岐点６８から２つに分岐する分岐経路６６，６７として形成される。
【００６１】
２つのうち一方となる第１分岐経路６６は、第２ピット５１に連通する。第１分岐経路６６を通過した低水分破砕後廃棄物９ｂは、第２ピット５１の第１投入口６９から第２ピット５１に投入される。２つのうち他方となる第２分岐経路６７は、乾燥ホッパ行き搬送手段１６３の上方の空間に連通する。第２分岐経路６７を通過した高水分破砕後廃棄物９ａは、乾燥ホッパ行き搬送装置６３に移動する。
【００６２】
また第２ピット行き搬送手段６５によって搬送される乾燥後廃棄物９ｃは、第２ピット５１の第２投入口７０から第２ピット５１に投入される。第２ピット５１の第１投入口６９および第２投入口７０は、第２ピットを形成する貯留槽の底部から上方となる位置に設定される。第１投入口６９と第２投入口７０とが、可及的に開口部寄りの上方に設定されることによって、第２ピット５１に貯留可能な処理後廃棄物７の容量の増大化を図ることができる。
【００６３】
本実施の形態では、前記分岐点６８は、破砕機５２の鉛直方向下方に設定される。第１分岐経路６６および第２分岐経路６７は、鉛直方向に対してやや傾斜し、分岐点６８から下方に延びるとともに互いに離反する方向に延びる。
【００６４】
前処理装置１２は、破砕機５２によって破砕された破砕後廃棄物９が、第１分岐経路６６および第２分岐経路６７のいずれにも移動可能となるように移動経路が形成される。また、前処理装置１２は、破砕機５２によって破砕された破砕後廃棄物９を、第１分岐経路６６および第２分岐経路６７のいずれか一方へ選択的に導く経路切換手段７２を備える。
【００６５】
経路切換手段７２は、前記分岐点６８から廃棄物の移動経路内に延びる弁部材であるダンパ７１と、ダンパ７１を変位駆動するダンパ駆動手段７４とを有する。ダンパ７１は、ダンパ駆動手段７４によって変位駆動されることによって、第１分岐経路６６と第２分岐経路６７とのうちの一方を選択的に塞ぎ、他方を開放する。
【００６６】
たとえば図２に示すように、ダンパ７１が第２分岐経路６７を塞ぐ第１状態に変位させることによって、破砕機５２から排出された破砕後廃棄物９を、第２ピット５１に直接導くことができる。またダンパ７１が第１分岐経路６６を塞ぐ第２状態に変位させることによって、破砕機５２から排出された破砕後廃棄物９を、乾燥ホッパ行き搬送手段１６３に導くことができる。この場合、破砕後廃棄物９は、乾燥機６１によって乾燥された後、第２ピット行き搬送手段６５によって第２ピット５１に導かれる。
【００６７】
経路切換手段７２は、ごみ処理設備の操業状態を監視する監視者によって、ダンパ７１の状態が第１状態と第２状態とのいずれかに切換えられてもよい。すなわち監視者によってダンパ７１の状態を切換える切換スイッチが設けられる。
【００６８】
たとえば前処理装置１２には、廃棄物を撮像する撮像手段１７４と、撮像手段１７４によって撮像された廃棄物を表示する表示手段とが設けられる。監視者は、廃棄物を目視によって、または撮像手段１７４によって撮像された廃棄物を確認することによって、ごみホッパ５９に投入される破砕前廃棄物８の水分量が予め定める水分量よりも高いと判断すると、ダンパ７１を第２状態に切換えるように経路切換手段７２に指令を与えてもよい。またごみホッパ５９に投入される破砕前廃棄物８の水分量が予め定める水分量以下であると判断すると、ダンパ７１を第１状態に切換えるように経路切換手段７２に指令を与えてもよい。
【００６９】
また前処理装置１２は、廃棄物の水分量を計測する水分量検出器７３Ａ〜７３Ｃをさらに含む。水分量検出器７３Ａ〜７３Ｃは、予め定める速度で搬送される廃棄物について、水分量を検出し、その水分量を予め定める時間で平均した水分量値を出力する。本実施の形態では、水分量検出器７３Ａ〜７３Ｃは、複数設けられる。
【００７０】
複数のうち１つは、ダンパ７１の状態を切換えるための切換用水分量検出器７３Ａとなる。切換用水分量検出器７３Ａは、破砕機５２によって破砕される前の破砕前廃棄物８の水分量を計測する。切換用水分量検出器７３Ａは、破砕機行き搬送手段６０に対向し、破砕機位置搬送手段６０の上方に配置される。
【００７１】
前記経路切換手段７２は、切換用水分量検出器７３Ａによって計測される廃棄物の水分量に基づいて、ダンパ７１を第１状態および第２状態のいずれかに切換える。この場合、切換用水分量検出器７３Ａの計測結果に基づいて、ごみホッパ５９に投入される破砕前廃棄物８の水分量が予め定める水分量よりも高いと判断すると、経路切換手段７２は、ダンパ７１を第２状態に切換える。またごみホッパ５９に投入される破砕前廃棄物８の水分量が予め定める水分量以下であると判断すると、経路切換手段７２は、ダンパ７１を第１状態に切換える。
【００７２】
このように経路切換手段７２が動作することによって、水分量が低い破砕後廃棄物９ｂは、直接第２ピットに投入される。また水分量が高い破砕後廃棄物９ａについては、乾燥機６１によって乾燥された後に第２ピット５１に投入される。これによって第２ピット５１には、水分量が高い破砕後廃棄物９ａが直接投入されることが阻止され、水分量が均一化されるとともに破砕された廃棄物となる処理後廃棄物７が、第２ピット５１に貯留される。
【００７３】
第２クレーン５４は、第２ピット５１に貯留される処理後廃棄物７を把持し、破砕ごみホッパ８０に供給する。破砕ごみホッパ８０は、給塵装置行き搬送手段８１に処理後廃棄物７を排出する。給塵装置行き搬送手段８１は、処理後廃棄物７を給塵装置１１に供給する。
【００７４】
また本実施の形態では、前処理装置１２は、乾燥機６１の動作量を調整するための２つの調整用水分量検出器７３Ｂ，７３Ｃをさらに含む。第１調整用水分量検出器７３Ｂは、乾燥機行き搬送手段６４に対向し、乾燥機行き搬送手段６４の上方に配置される。第２調整用水分量検出器７３Ｃは、第２ピット行き搬送手段６５に対向し、第２ピット行き搬送手段６５の上方に配置される。本実施の形態では、各調整用水分量検出器７３Ｂ，７３Ｃによる検出結果に基づいて、乾燥機６１の乾燥能力が調整される。
【００７５】
また乾燥機行き搬送手段６４には、乾燥ホッパ６２から乾燥機６１に向かって供給される多水分破砕後廃棄物９ａの重量を検出するための重量検出手段となるロードセル１００が設けられる。乾燥ホッパ６２は、ロードセル１００から与えられる検出結果に基づいて、乾燥機６１に向かって供給される廃棄物の重量が一定となるように供給量を調整する。
【００７６】
図３は、水分量検出器７３を示す正面図である。図４は、水分量検出器７３を示す平面図であり、図５は、水分量検出器７３を示す底面図である。水分量検出器７３は、たとえば、水分の赤外線吸収を利用した反射式非接触センサによって実現される。
【００７７】
水分量検出器７３は、計測結果を外部の装置に出力するための出力端子９０と、冷却用エアーが供給される供給端子９１と、設定値および測定結果を表示する表示部９２と、投受光部９３とを有する。水分量検出器７３は、投受光部９３から赤外線光を破砕前廃棄物８に投光し、投受光部９３によって破砕物廃棄物から反射する赤外線光を受光する。廃棄物は、その水分量に応じて反射する赤外線光が変化する。したがって水分量検出器７３が、投受光部で受光する赤外線光の性状を判断することによって、廃棄物の水分量を測定することができる。たとえば水分量検出器７３は、測定距離が３００ｍｍであって、測定面積が５０×５０ｍｍである。
【００７８】
図６は、本発明の前処理装置１２の電気的構成を示すブロック図である。前処理装置１２は、水分量検出器７３から与えられる測定結果に基づいて、ダンパ駆動手段７４の動作指令を生成する制御手段９５を有する。また前処理装置１２は、作業者からダンパの動作条件が入力される入力手段９６と、ダンパの動作条件および制御手段９５の制御手順を記憶する記憶手段９７とを有する。
【００７９】
入力手段９６は、たとえば複数のスイッチによって実現される。また記憶部９７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶回路によって実現される。また制御手段９５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理回路によって実現される。また制御手段９５、入力手段９６、記憶手段９７は、１つのシーケンサ機器またはコントローラ機器によって実現されてもよい。
【００８０】
各水分量検出器７３Ａ〜７３Ｃは、制御手段９５と接続され、測定した廃棄物の水分量を制御手段９５に与える。入力手段９６は、作業者によって入力される情報を制御手段９５に与える。入力手段９６は、廃棄物を乾燥させるかどうかを判定するための廃棄物の水分量となる切換水分量値Ｐが入力される。また入力手段９６は、始動遅れ時間ΔＷ１と終了遅れ時間ΔＷ２とが入力される。始動遅れ時間ΔＷ１は、制御手段９５が、廃棄物の水分量が切換水分量値Ｐを超えたことを判断してから、ダンパ７１を第２状態に切換える指令を与えるまでの時間である。また終了遅れ時間ΔＷ２は、制御手段９５が廃棄物の水分量が切換水分量値Ｐ以下となったことを判断してから、ダンパ７１を第１状態に切換える指令を与えるまでの時間である。制御手段９５は、入力手段９６から与えられた、切換水分量値Ｐ、始動遅れ時間ΔＷ１、終了遅れ時間ΔＷ２を、記憶手段９７に記憶する。切換水分量値Ｐは、たとえば破砕前廃棄物８の水分の重量パーセントが７０％である場合の水分量値に設定される。
【００８１】
なお、入力手段９６は、作業者からダンパ７１の動作指令が与えられてもよい。この場合、入力手段９６からダンパ７１の動作指令が与えられた制御手段９５は、その動作指令に従ってダンパ７１を動作させるようダンパ駆動手段７４に指令を与える。
【００８２】
制御手段９５は、各水分量検出器７３Ａ〜７３Ｃによって検出される廃棄物の水分量に基づいて、廃棄物から除去する水分量を調整する。たとえば廃棄物の水分量が高い場合には、廃棄物から除去する水分量を多くし、廃棄物の水分量が低い場合には、廃棄物から除去する水分量を小さくする。
【００８３】
具体的には、切換用水分量検出器７３Ａによって検出される廃棄物の水分量が大きいと、制御手段９５は、乾燥機６１を始動させる。そして第１調整用水分量検出器７３Ｂによって検出される廃棄物の水分量に比例して乾燥機６１の乾燥能力を調整する。第１調整用水分量検出器７３Ｂによって検出される水分量が大きければ大きいほど、制御手段９５は、乾燥機６１の単位時間あたりの乾燥能力を大きくするように指令を与える。さらに乾燥後の廃棄物の水分量を第２調整用水分量検出器７３Ｃによって検出し、制御手段９５は、第２調整用水分量検出器７３Ｃによって検出される水分量が予め定める水分量範囲となるように、乾燥機６１をフィードバック制御することによって、確実に乾燥後の廃棄物の水分量を予め定める水分量範囲に調整することができる。
【００８４】
また第２調整用水分量検出器７３Ｃの検出結果に基づいて、制御手段９５は乾燥機の停止指令を与えてもよい。また切換用水分量検出器７３Ａと第１調整用水分量検出器７３Ｂの値の差が大きい場合や、逆転している場合などを判断して、前処理装置１２の異常を出力してもよい。この場合、前処理装置１２の異常は、警報音または警報表示出力によって作業者に報知される。
【００８５】
図７は、水分量検出器７３の検出結果の時間変化と、制御手段９５の指令値の時間変化とを説明するためのグラフである。図７（１）は、水分量検出器７３の検出結果の時間変化を示すグラフである。図７（２）は、制御手段９５による廃棄物の水分量判断結果の時間変化を示すグラフである。図７（３）は、制御手段９５によって出力されるダンパ７１の動作指令の時間変化を示すグラフである。
【００８６】
切換用水分量検出器７３Ａは、破砕機行き搬送手段６０によって順次搬送される廃棄物の水分量を検出する。したがって搬送される廃棄物ごとにその水分量が変化すると、切換用水分量検出器７３Ａによる水分量検出結果も変化する。切換用水分量検出器７３Ａは、予め定める時間間隔における水分量検出結果を平均した値を制御手段９５に与える。これによって、ダンパ７１の状態が頻繁に変化することを防ぐことができる。
【００８７】
図７（１）に示すように、搬送される廃棄物によっては、予め定める切換水分量値Ｐを超える水分量を有する場合がある。図７（２）に示すように、制御手段９５は、切換用水分量検出器７３Ａから与えられる検出結果と記憶手段９７に記憶される切換水分値Ｐとに基づいて、廃棄物の水分量が、切換水分量値Ｐを超えていると廃棄物の水分量が高いと判断する。また制御手段９５は、廃棄物の水分量が、切換水分量値Ｐ以下であると廃棄物の水分量が低いと判断する。
【００８８】
図７（３）に示すように、制御手段９５は、水分量が低いと判断した状態から水分量が高いと判断した第１時刻ｔ１から、予め定める始動遅れ時間ΔＷ１経過した第３時刻ｔ３に達すると、ダンパ７１を第２状態に切換えるようにダンパ駆動手段７４に指令を与える。
【００８９】
また制御手段９５は、水分量が高いと判断した状態から水分量が低いと判断した第２時刻ｔ２から、予め定める終了遅れ時間ΔＷ２経過した第４時刻ｔ４に達すると、ダンパ７１を第１状態に切換えるようにダンパ駆動手段７４に指令を与える。本実施の形態では、始動遅れ時間ΔＷ１および終了遅れ時間ΔＷ２は、切換用水分量検出器７３Ａによって検出された廃棄物が、粉砕機５２によって破砕された後、ダンパ７１に達するまでの時間に設定される。
【００９０】
図８は、廃棄物処理設備１における廃棄物の分解処理の流れを示すフローチャートである。ステップｓ０で、廃棄物処理設備１が廃棄物を処理可能な状態、たとえばガス化溶融炉１０の加熱準備が完了するとともに、ごみ収集車４などによって第１ピット５０に廃棄物が投入されると、廃棄物の分解処理を開始し、ステップｓ１に進む。
【００９１】
ステップｓ１では、第１クレーン５３が、作業者または制御手段９５によって動作指令が与えられて動作する。第１ピット内の廃棄物は、第１クレーン５３によって撹拌、破袋、混合および積み換えのうちの少なくともいずれか１つが行われる。また第１クレーン５３によって廃棄物８が破砕機５２に向かって移送されると、ステップｓ２に進む。
【００９２】
ステップｓ２では、切換用水分量検出器７３Ａが、廃棄物８の水分量Ｑを測定する。廃棄物８は、水分量Ｑが測定されるとステップｓ３に進む。ステップｓ３では、破砕機５２によって廃棄物８が破砕され、ステップｓ４に進む。
【００９３】
ステップｓ４では、ステップｓ２での測定結果に基づいて、廃棄物９の移動経路が選択される。具体的には、ステップｓ２で測定された廃棄物８の水分量Ｑが、切換水分量値Ｐを超えると、ステップｓ５に進み、切換水分量値Ｐ以下であればステップｓ６に進む。
【００９４】
ステップｓ５では、乾燥機５２が廃棄物９を乾燥し、廃棄物９は、水分が除去される。廃棄物９の水分量が除去されると、ステップｓ６に進む。ステップｓ６では、破砕された廃棄物９が第２ピット５１へ導かれる。廃棄物９が第２ピットに貯留されるとステップｓ７に進む。
【００９５】
ステップｓ７では、第２クレーン５４が作業者または制御手段９５によって動作指令が与えられて動作する。第２ピット５１内の廃棄物７は、第２クレーン５４によって給塵装置１１へ供給される。廃棄物７が給塵装置１１へ供給されると、ステップｓ８に進む。ステップｓ８では、廃棄物７は、給塵装置１１からガス化溶融炉１０に投入されて、ステップｓ９に進む。ステップｓ９では、ガス化溶融炉１０によって廃棄物７が、ガスと残渣に分解される。そしてガスおよび残渣について後処理が行われて、ステップｓ１０に進む。ステップｓ１０では、廃棄物の分解処理が終了する。
【００９６】
以上のように、本発明の実施の一形態である廃棄物処理設備１によれば、第２ピット５１に廃棄物９が投入されるにあたって、廃棄物９の水分量が高いときには、乾燥機６１によって廃棄物９の水分が予め定める量、除去された後で第２ピット５１に廃棄物９が投入される。また廃棄物９の水分量が低いときには、第２ピット５１に直接導かれる。
【００９７】
このようにごみ品位を水分量検出器７３Ａによって検出し、廃棄物９を限定的に抽出して、廃棄物の水分を除去する。これによって第１ピット５０に投入される廃棄物８の水分量にばらつきがある場合であっても、第２ピット５１内には、大きさおよび水分量が均一化された廃棄物が貯留される。そして第２ピット５１内の廃棄物７が給塵装置１１を介して、ガス化溶融炉１０に供給される。
【００９８】
水分量が均一化された廃棄物７をガス化溶融炉１０に供給することによって、投入される廃棄物の発熱量を均一に保つことができ、ガス化溶融炉の温度の変動を抑えることができ、炉内の制御を容易に行うことができる。これによって炉内の温度を予め定める温度範囲に容易に保つことができる。また炉内の温度範囲を予め定める温度範囲に保つことによって、燃焼安定性を保つとともにガス化溶融炉１０から発生する排気ガスの性状を向上することができる。たとえばダイオキシン類および窒素酸化物（ＮＯＸ）などの有害物質が排気ガスに混入する量が低い温度範囲に炉内の温度を保ったうえで、可及的にガス化溶融炉１０の延命を図ることできる温度範囲に保つことができる。
【００９９】
また破砕機５２および乾燥機６１は、廃棄物８の性状に起因して、機器を停止する可能性が比較的高いが、本実施の形態のように複数のピット５０，５１、ホッパ５９，６２を設けることによって、破砕機５２および乾燥機６１の停止とともに、ガス化溶融炉１０への廃棄物７の供給が直ぐに停止する状況が生じることを防いで、連続した廃棄物処理を行うことができる。
【０１００】
また前処理装置１２の運転がガス化溶融炉１０に依存しないので、運転管理が容易になる。また前処理装置１２の集約化が図れることで、点検およびメンテナンスが容易になる。また第１ピット５０と第２ピット５１とを隣接して設置することによって、クレーン５３，５４の共通化が可能であり、運転維持管理上の負担が大きくなることを防ぐことができる。またホッパ５９，８０を設けることによって、１つのクレーンによる供給動作を実現しやすくすることができる。
【０１０１】
また切換用水分量検出器７３Ａによって廃棄物の水分量を計測し、その計測結果に基づいて、廃棄物９を乾燥させるか否かを判断する。これによって、廃棄物処理設備１の操作者の目視による廃棄物の水分量の推定などに比べて、第２ピット５１に貯留される廃棄物の水分量をより均一にすることができる。これによってガス化溶融炉１０の処理安定性および排気ガスの性状の良質化をさらに確実にすることができる。また廃棄物処理設備１を操作を容易化することができる。
【０１０２】
たとえば、ごみ収集車４によって第１ピット５０に投入される廃棄物８は、重量パーセントで３０〜７５％の水分が含まれる。廃棄物８に水分量が多く含まれる場合、その廃棄物の発熱量は、単位質量あたり６００ｋｃａｌ／ｋｇ以下となる。これに対してガス化溶融炉１０に投入される廃棄物の単位質量あたりの発熱量は、約１０００ｋｃａｌ／ｋｇ〜２５００ｋｃａｌ／ｋｇとなることが、炉内温度の安定化のために好ましい。
【０１０３】
本発明の実施の形態では、破砕した廃棄物９を選択的に乾燥させることによって、第２ピット５１に貯留される廃棄物の水分量を、６６％に調整する。また廃棄物８が破砕されることによって、ガス化溶融炉１０に投入される廃棄物の大きさについて、１００ｍｍ以下のものが８０％以上とすることができる。このように廃棄物７の大きさおよび水分量を均質化することによって、廃棄物７の発熱量の変動幅を小さくすることができ、最適なガス化溶融炉１０の状態の継続を容易化することができる。このように廃棄物の均質化の問題は、ガス化溶融炉１０に限らず流動床炉型の熱処理炉一般について、重要な問題となる。したがって本発明の前処理装置は、流動床炉型の熱処理炉に好適に用いられる。また、本実施の形態では、熱処理炉としてガス化溶融炉１０が用いられた場合について説明したが、熱処理炉として焼却炉が用いられた場合に突いても動揺の効果を得ることができる。
【０１０４】
なお、前処理装置１２における廃棄物８の周囲の空気は、ガス化溶融炉１０に供給される。したがって乾燥機６１によって発生した水分を含むガスも、循環されてガス化溶融炉１０に供給される。廃棄物９を過剰に乾燥させてしまうと、過剰に水分を含むガスがガス化溶融炉１０に供給されてしまいガス化溶融炉１０の制御が困難になる。また過剰に乾燥した廃棄物７がガス化溶融炉１０に投入されると、炉内の温度が過剰に高くなってしまいガス化溶融炉１０の寿命が低下する。したがって廃棄物７は、予め定める発熱量を得ることはもちろん、過剰な発熱量とならない水分量範囲に調整されることが好ましい。
【０１０５】
このように廃棄物７が均一化されることによって、ガス化溶融炉１０から排出されるガスの性状を規定値以内になるように、炉内の制御を容易に設定することができる。たとえば規定値として、ＣＯ（一酸化炭素）が単位体積あたり３０ｐｐｍ（Parts per million）以下であり、排ガス中のダイオキシン類の濃度分布が０．１ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎ、ｐｐｍ以下となるように、炉内の制御を容易に設定することができる。ここで、ダイオキシン類の濃度分布は、温度０℃、一気圧の排ガス体積１ｍ３中に、含まれるダイオキシン類を、ダイオキシン類の中でもっとも毒性の強い2.3.7.8-四塩化ダイオキシンに換算したときの質量をいう。
【０１０６】
本実施の形態では、切換用水分量検出器７３Ａのほかに調整用水分量検出器７３Ｂ，７３Ｃによって廃棄物の水分量を計測し、その計測結果に基づいて、乾燥機の単位時間あたりの乾燥能力を変更することで、予め定める水分量に廃棄物を乾燥させることができる。これによって廃棄物の水分除去量が過剰であったり、不十分であったりすることを防ぐことができる。したがって第２ピット５１に貯留される廃棄物の水分量をさらに確実に均一にすることができる。
【０１０７】
本実施の形態では、切換用水分量検出器７３Ａおよび第２調整用水分量検出器７３Ｃの検出結果に基づいて、乾燥機６１の始動タイミングを決定することによって、水分量が高い廃棄物が供給されたときに、乾燥機６１を開始させることができ、乾燥機６１の連続運転を防いで、乾燥機６１の延命を図ることができるとともに廃棄物処理設備の効率を向上することができる。また制御手段９５は、乾燥ホッパ６２に残留する廃棄物の量が少なくなったことを検出して、乾燥機６１を停止させてもよい。
【０１０８】
本実施の形態では、乾燥ホッパ６２によって単位時間あたりに乾燥機６１に供給される廃棄物の重量が一定に保たれる。たとえば個々の廃棄物の重量が大きい場合には、単位時間あたりに乾燥機６１に供給される廃棄物の供給量を少なくし、個々の廃棄物の重量が小さい場合には、単位時間あたりに乾燥機６１に供給される廃棄物の供給量を多くする。これによって乾燥機６１によって、廃棄物を予め定める水分量となるように確実に乾燥することができる。
【０１０９】
また本実施の形態では、破砕後の廃棄物について、その水分量が高いときに乾燥機６１に供給した後で第２ピット５１に導く。破砕後の廃棄物を乾燥することによって、破砕することによる水分除去効果を期待することができ、均一にかつ短時間に乾燥させることができる。すなわち単位時間あたりの乾燥能力を向上することができる。また本実施の形態では、全ての廃棄物について乾燥機６１で乾燥するのではなく、廃棄物のうちから水分量が高い廃棄物を抽出して乾燥器６１によって乾燥する。したがって全ての廃棄物を乾燥する場合に比べて、乾燥すべき廃棄物を少なくすることができるので、乾燥能力の大きい乾燥機を用いる必要がなく、効率的に廃棄物を乾燥することができる。
【０１１０】
さらに水分量検出器７３は、破砕機５２によって破砕される前の廃棄物の水分量を計測する。これによって破砕機の破砕処理に起因する水分量の誤検出を防ぐことができる。また破砕後に飛散した廃棄物による水分量検出器７３の汚染を防ぎ、水分量検出器７３の検出精度の劣化を防ぐことができる。また水分量の高い廃棄物を検出してから、その廃棄物が移動経路の分岐点６８に達するまでに予め定める時間がある。これによって検出後にダンパ駆動手段７４を動作させるまでに、時間的余裕を得ることができる。したがって破砕機５２と分岐点６８とが近接した位置に配置される場合であっても、ダンパ駆動手段７４の動作遅れを防ぐことができる。
【０１１１】
また水分が高い廃棄物は、乾燥機６１に達する前に、乾燥ホッパ６２で一旦貯留される。そして乾燥ホッパ６２に貯留された廃棄物は、乾燥機行き搬送手段６４によって、乾燥機６１に搬送される。このように乾燥機ホッパ６２によって廃棄物を貯留することによって、乾燥機６１に供給される廃棄物をほぼ一定にすることができ、乾燥機６１に供給される廃棄物に偏りがある場合であっても、乾燥機６１を連続して動作させることができる。これによって乾燥機６１の可動時間を延ばすことができ、乾燥動作を効率的に動作させることができる。
【０１１２】
また過剰に乾燥した廃棄物が供給された場合には、制御手段９５は、第１〜第２ピットで発生した汚水を炉内またはピット内に噴霧してもよい。これによってピット内の廃棄物の水分量を調整することができ、第２ピット内の廃棄物の水分量を予め定める水分量に調整することができる。
【０１１３】
また第１クレーン５３によって第１ピット５０内の廃棄物を撹拌、破袋、混合および積み換えのうちの少なくとも１つを行うことによって、特殊な装置を用いることなく廃棄物の水分量を予め定める水分量以下に近づけることができる。その予め定める水分量以下の廃棄物を、破砕することによって、大きさおよび水分量が均一の廃棄物を第２ピット５１に貯留することができる。そして第２ピット５１に貯留される廃棄物をガス化溶融炉１０に供給することで、大きさおよび水分量がほぼ均一な廃棄物をガス化溶融炉１０に供給することができる。またクレーンによって廃棄物の水分量を調整することによって、特別な装置を設ける必要がなく、既存の構成を用いて、ガス化溶融炉１０の処理安定性と排気ガスの性状の向上を実現することができる。
【０１１４】
また第２ピット５１に水分量が調整される廃棄物を貯留することによって、廃棄物の水分除去のために第１ピット５０で第１クレーン５３が廃棄物を撹拌、破袋、混合および積み替えのうちの少なくとも１つを行っている間であっても、第２ピット５１に貯留された水分量が均一化された廃棄物を、第２クレーン５４によってガス化溶融炉１０に継続して供給することができ、ガス化溶融炉１０の連続処理を実現することができる。
【０１１５】
ごみホッパ５９には、貯留されている廃棄物の量を検出する廃棄物検出センサ９８が設けられることが好ましい。制御手段９５または作業者は、廃棄物検出センサ９８から与えられる情報に基づいて、ごみホッパ５９に貯留される廃棄物の量が少なくなったことを判断すると、第１クレーン５３に指令を与えて、第１ピット５０内に貯留される廃棄物をごみホッパ５９に投入させる。
【０１１６】
ごみホッパ５９に貯留される廃棄物の量が高い場合に、第１クレーン５３を用いて、第１ピット５０内の廃棄物について、撹拌、破袋、混合および積み替えのうちの少なくとも１つを行う作業を行うことで、破砕機５２を連続運転させた状態で、第１ピット５０の廃棄物の水分量を低下させることができる。これによって乾燥機６１に投入される廃棄物を低減することができ、処理能力を向上させることができる。
【０１１７】
またごみホッパ５９に貯留されている廃棄物の量が高い場合に、第１クレーン５３を用いて第２クレーン５４の動作を行わせるようにしてもよい。すなわち第１クレーン５３と第２クレーン５４とを共通化させてもよい。この場合も破砕機５２を連続運転させた状態で、ごみホッパ５９に貯留されている廃棄物の量が高い場合に、第１クレーン５３が第２ピット５１の廃棄物を破砕ごみホッパ８０に移送することができる。また同様に破砕ごみホッパ８０にも、貯留されている廃棄物の量を検出する廃棄物検出センサが設けられることで、同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
また制御手段９５は、破砕機５２から破砕機５２の動作状態を示す情報が与えられることが好ましい。また制御手段９５は、破砕機行き搬送手段６０の動作指令を、破砕機行き搬送手段６０に与えてもよい。この場合、破砕機５２が詰まってその動作が停止すると、破砕機５２は、停止信号を制御手段９５に与える。制御手段９５は、破砕機５２から停止信号が与えられると、正常に動作することを示す正常動作信号が与えられるまで、破砕機行き搬送手段６０の動作を停止させる。これによって破砕機５２が停止した状態では、破砕機行き搬送手段６０から廃棄物の供給も停止される。これによって破砕機５２の修理を円滑に行うことができる。また破砕機５２が停止した状態であっても、第２ピット５１には、廃棄物が貯留されているので、第２ピット６１から破砕ごみホッパ８０への多水分破砕後廃棄物９ａの供給を継続することができ、ガス化溶融炉１０に供給される処理後廃棄物７の大きさおよび水分量をほぼ一定に保つことができる。また破砕機行き搬送手段６０がコンベアによって搬送することによってほぼ一定の量の廃棄物を破砕機に供給することができる。
【０１１９】
本実施の形態では、制御手段９５が記憶手段９７に記憶されるプログラムを実行することによって実現されるが、そのプログラムを変更してもよい。たとえば搬送される廃棄物の種類を判断し、廃棄物の種類毎に切換水分量を変更しても良い。これによってガス化溶融炉１０に投入される廃棄物の発熱量をさらに均一にすることができる。たとえば制御手段９５は、撮像手段１７４によって撮像される画像に基づいて、廃棄物の形状および種類を判断してもよい。また制御手段９５は、ごみ収集車によって搬送される条件、たとえば搬送時の天気に応じて、切換水分量を変更してもよい。また本実施の形態では、図７に示す始動遅れ時間ΔＷ１および終了遅れ時間ΔＷ２が一定であるとしたが、それぞれ変更してもよい。水分量検出器７３によって検出された廃棄物が、粉砕機によって破砕された後、ダンパ７１に達するまでの時間を予測通過時間Ｗとすると、たとえば始動遅れ時間ΔＷ１は、予測通過時間Ｗよりも予め定める時間Ｖ１短く設定される（ΔＷ１＝Ｗ−Ｖ１）。また終了遅れ時間ΔＷ２は、予測通過時間Ｗよりも予め定める時間Ｖ２長く設定される（ΔＷ２＝Ｗ＋Ｖ２）。これによって確実に水分量の高い廃棄物が第２ピットに直接導かれることをより確実に防ぐことができる。
【０１２０】
上述した本発明の実施の一形態は、発明の例示に過ぎず構成を変更してもよい。たとえば廃棄物を熱処理する熱処理炉としてガス化溶融炉１０が用いられたが、これに限らない。なお、流動床炉型以外の熱処理炉に用いられてもよい。たとえば熱処理炉として、ストーカ炉、直接溶融炉、アーク炉およびプラズマ炉のいずれかによって実現されてもよい。
また第１ピットに投入される廃棄物について限定されない。たとえば破砕機５２によって廃棄物が、破砕化されるので、第１ピット５０に供給される廃棄物は、粗大ごみであってもよい。
【０１２１】
また本実施の形態では、廃棄物の水分を除供する水分除去手段として乾燥機を用いたが、これに限らず遠心力、圧縮力を利用した脱水機であっても同様の効果を得ることができる。また本発明では、破砕機５２によって廃棄物を破砕したが、第１ピット５０に投入される廃棄物が大きくない場合には、破砕機５２を用いなくても同様の効果を得ることができる。すなわち破砕機５２が設けられない場合も本発明に含まれる。
【０１２２】
また第１ピット５０に貯留される廃棄物に対して、撹拌、破袋、混合、積み換えなどの処理を第１クレーン５３によって行った後に、その廃棄物を第２ピット５１に移送して、貯留することによって、特別な装置を設けることなく、廃棄物の水分量を均一にすることができる。また破砕機５２に投入される廃棄物を小形化することができ、破砕機５２に廃棄物が詰まることを防止することができる。また第２ピット５１に貯留される廃棄物に対して、撹拌、破袋、混合、積み換えなどの処理を行うことによって、さらにごみの均質化を図ることができる。
【０１２３】
また本実施の形態では、移動経路切換手段７２は、水分検出器７３の検出結果に基づいて、ダンパ７１の状態を切換えた。これに対して廃棄物の水分量を監視する作業者から与えられる動作指令に基づいて、ダンパ７１の状態を切換えてもよい。この場合、作業者は、撮像手段１７４によって撮像された廃棄物を確認することで、廃棄物の水分量に応じたダンパ７１の切換を行うことができる。
【０１２４】
また第１クレーン５３と第２クレーン５４とが１つのクレーンによって兼用される構成であってもよい。また第１ピット５０と第２ピット５１とが別体に形成されるとしたが、１つのピットについて、上述の第１ピット５０に相当する領域と、第２ピット５１に相当する領域とが形成される場合であってもよい。また本実施の形態では、廃棄物処理施設について、１つの制御手段９５が集中的に管理する場合について説明したが、複数の制御手段９５によって、上述の制御手段９５の機能を達成してもよい。また、制御手段９５が、記憶手段に記載されるプログラムを実行することによって、上述の廃棄物の前処理方法を実現するとしたが、作業者が、クレーン、破砕機、移動経路切換手段および乾燥機を動作させて、廃棄物の前処理方法を実現しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の一形態である廃棄物処理設備１を示す系統図である。
【図２】前処理装置１２を拡大して示す系統図である。
【図３】水分量検出器７３を示す正面図である。
【図４】水分量検出器７３を示す平面図である。
【図５】水分量検出器７３を示す底面図である。
【図６】本発明の前処理装置１２の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】水分量検出器７３の検出結果の時間変化と、制御手段の指令値の時間変化とを説明するためのグラフである。
【図８】廃棄物処理設備１における廃棄物の分解処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１  廃棄物処理設備
５〜９  廃棄物
１０  ガス化溶融炉
１１  給塵装置
１２  前処理装置
５０  第１ピット
５１  第２ピット
５２  破砕機
５３  第１クレーン
５４  第２クレーン
５９  ごみホッパ
６１  乾燥機
６２  乾燥ホッパ
６３  乾燥ホッパ行き搬送手段
６４  乾燥機行き搬送手段
６５  第２ピット行き搬送手段
７２  経路切換手段
７３  水分量検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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