(57)【要約】【課題】支燃ガス加熱装置の熱源として、廃棄物の焼却又はガス化・溶融で得られた熱を用いることなく、得られた熱量を最大限利用することができる廃棄物処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉１を備えた廃棄物処理装置において、太陽熱を集熱する集熱装置５を備えていて廃棄物処理炉１に供給される支燃ガスを上記集熱装置５で集熱された太陽熱により加熱する支燃ガス加熱装置３を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉を備えた廃棄物処理装置において、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて廃棄物処理炉に供給される支燃ガスを上記集熱装置で集熱された太陽熱により加熱する支燃ガス加熱装置を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
支燃ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と支燃ガスとの間で熱交換する熱交換器を備えることとする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
支燃ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と熱媒体との間で熱交換する第１の熱交換器と、第１の熱交換器により加熱された熱媒体と支燃ガスとの間で熱交換する第２の熱交換器とを備えることとする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
熱媒体は、水蒸気又は溶融塩であることとする請求項３に記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収するボイラをさらに備え、熱媒体がボイラで生成した水蒸気であることとする請求項３に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
支燃ガスは、空気、酸素、酸素富化空気、廃棄物処理炉から排出された排ガスを循環させる循環排ガス、該循環排ガスと空気との混合ガスのうちのいずれか一つであることとする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼又はガス化・溶融する廃棄物処理炉に、廃棄物を燃焼するために供給する支燃ガスを加熱する支燃ガス加熱装置を備えた廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を処理する技術として、都市ごみやシュレッダーダストなどの廃棄物を火格子上に供給し、廃棄物を燃焼させて、燃焼残渣の灰分を排出するストーカ式焼却炉や流動層式焼却炉を用いる方式と、廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させ、その熱分解残渣を溶融してスラグにして排出するガス化溶融炉を用いる方式とがある。本発明では、廃棄物焼却炉と廃棄物ガス化溶融炉とを合わせて廃棄物処理炉という。
【０００３】
いずれの方式においても、廃棄物処理炉に供給された廃棄物は支燃ガスの供給を受けて、燃焼又はガス化・溶融される。
【０００４】
ストーカ式焼却炉では、例えば、特許文献１に開示されているように、火格子下から一次燃焼用空気が吹き込まれ、火格子上の廃棄物が燃焼される。廃棄物が燃焼して発生した排ガス中には可燃分があり、二次燃焼室で二次燃焼用空気が吹き込まれ燃焼される。また、二次燃焼室で燃焼した後の排ガスの廃熱を利用して、ボイラ、エコノマイザにより蒸気として熱回収して有効利用される。その有効利用の一例として、タービン発電機を設けてボイラからの蒸気で発電する場合もある。
【０００５】
特許文献１では、炉内の廃棄物の燃焼を安定して行うため、支燃ガスとしての燃焼用空気は炉への吹込みに先立ち、加熱される。この加熱は、例えば、送風機により取り入れた空気とボイラで生成した蒸気との熱交換により行うことも可能である。
【０００６】
また、廃棄物処理炉から排出された排ガスを循環させる循環排ガス又は循環排ガスと空気の混合ガスを支燃ガスとして焼却炉内に供給して、炉内状況を安定化させることが行われ、これらのガスがボイラで生成した蒸気との熱交換により加熱されてから廃棄物処理炉内へ供給されるようにすることも可能である。
【０００７】
さらには、ガス化溶融炉では廃棄物を部分酸化・熱分解するためと、熱分解残渣を溶融するため、空気、酸素、酸素富化空気が供給されることもある。この場合、炉内の廃棄物の部分酸化・熱分解、溶融を安定して行うため、これらの支燃ガスは加熱されることが多い。この加熱は送風機により取り入れた空気などとボイラで生成した蒸気との熱交換により行うことも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３３２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、循環型社会形成への取組み、あるいはＣＯ２問題などから、あらゆる産業分野で、より高効率なシステムが求められており、廃棄物処理装置においても、廃棄物の燃焼、ガス化・溶融で発生する排ガスの廃熱をさらに有効に利用すること、また、ボイラで生成した蒸気を利用してタービン発電機で発電する場合には、さらに発電効率を向上させることが求められている。
【００１０】
従来の廃棄物処理装置では、支燃ガス加熱のための熱源として、ボイラで生成した蒸気の一部が使用されており、その結果、ボイラで生成する蒸気のうち発電に利用できる蒸気量が少なくなっているという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、支燃ガス加熱のための熱源として、廃棄物の焼却又はガス化・溶融で得られた熱を極力用いることなく、得られた熱量を最大限熱回収して利用することができる廃棄物処理装置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】
【００１２】
本発明に係る廃棄物処理装置は、廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉を備えている。
【００１３】
かかる廃棄物処理装置において、本発明は、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて廃棄物処理炉に供給される支燃ガスを上記集熱装置で集熱された太陽熱により加熱する支燃ガス加熱装置を有することを特徴としている。
【００１４】
このような構成の本発明では、太陽熱が集熱装置により集熱され、この集熱された太陽熱によって、支燃ガスが支燃ガス加熱装置で加熱昇温された後、廃棄物処理炉へ供給され、廃棄物の燃焼に供される。
【００１５】
本発明において、支燃ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と支燃ガスとの間で熱交換する熱交換器を備えるようにすることができる。かかる場合、集熱された太陽熱は熱交換器を介して支燃ガスを加熱する。
【００１６】
本発明において、支燃ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と熱媒体との間で熱交換する第１の熱交換器と、第１の熱交換器により加熱された熱媒体と支燃ガスとの間で熱交換する第２の熱交換器とを備えるようにすることもできる。
【００１７】
かかる場合には、集熱された太陽熱は第１の熱交換器で熱媒体に貯えられ、該熱媒体が第２の熱交換器で支燃ガスを加熱する。太陽熱は、一旦熱媒体に貯えられるので、集熱装置で集熱される太陽熱の熱量や支燃ガスの加熱に必要な熱量に時間的変動があるときには、上記熱媒体でこの変動に対応することが可能なので、有利である。この場合、熱媒体としては、水蒸気又は溶融塩を用いることができる。
【００１８】
本発明においては、廃棄物処理装置は、廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収するボイラをさらに備え、熱媒体がボイラで生成した水蒸気であるようにすることができる。この場合、支燃ガスは、ボイラで生成した水蒸気からの熱と集熱された太陽熱との両者によって加熱されることとなるが、前者は廃棄物の炉への投入量、廃棄物の種類等によりその熱量が変動することが多く、その変動分を後者で補うように用いることが可能となる。
【００１９】
本発明において、支燃ガスは、空気、酸素、酸素富化空気、廃棄物処理炉から排出された排ガスを循環させる循環排ガス、該循環排ガスと空気との混合ガスのうちのいずれか一つとすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の廃棄物処理装置では、従来使用していなかった太陽熱を支燃ガス加熱に利用することで、排ガスからの回収熱量を、支燃ガスの加熱に用いることなく、例えば、ボイラで生成された蒸気を最大限タービンによる発電に利用して発電量を増大させる等、上記回収熱量の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】本発明の他の一実施形態装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
図１に示される実施形態の廃棄物処理装置は、廃棄物が投入され焼却又はガス化・溶融される廃棄物処理炉１と、該廃棄物処理炉１から排ガスを受けてその熱を、例えばボイラで熱回収する熱回収装置２とを有している。
【００２４】
本実施形態装置では、上記廃棄物処理炉１に支燃ガス加熱装置３が接続して設けられており、支燃ガスが該支燃ガス加熱装置３で加熱された後に上記廃棄物処理炉１へ供給されて該廃棄物処理炉１での廃棄物の燃焼に供されている。支燃ガスとしては、空気、酸素、酸素富化空気、廃棄物処理炉１から排出された排ガスを循環させる循環排ガス、該循環排ガスと空気との混合ガスのうちのいずれか一つを用いることができる。
【００２５】
上記支燃ガス加熱装置３は、好ましい形態として、熱交換器４と集熱装置５とを有している。熱交換器４は、送風ファン６を経て送られてくる支燃ガスを熱交換により加熱しこれを上記廃棄物処理炉１へ送入するように接続されている。上記支燃ガス加熱装置３では、上記熱交換器４が支燃ガスの加熱のための熱を、上記集熱装置５から受けるように構成されている。
【００２６】
集熱装置５は、太陽熱を集熱すべく構成されていて、例えば、複数の反射鏡とレンズとを有していて、反射鏡で太陽光がレンズに集光されることにより、太陽熱が集熱され、その熱が熱交換器４へもたらされる。
【００２７】
このような構成の本実施形態では、送風ファン６により廃棄物処理炉１へ向け送られる支燃ガスは、支燃ガス加熱装置３にて加熱され昇温した状態で上記廃棄物処理炉１に送入される。支燃ガス加熱装置３では、集熱装置５で集熱された太陽熱が熱交換器４を介して上記支燃ガスを加熱する。かくして、加熱された支燃ガスは廃棄物処理炉１で廃棄物の焼却に供される。廃棄物処理炉１で焼却された廃棄物から生ずる高温の排ガスは、ボイラ等の熱回収装置２で熱回収された後、降温状態で適宜、無害化処理されて大気へ放出される。
【００２８】
本実施形態では、熱回収装置２で回収された熱は、例えばボイラで高温の蒸気を発生させ、図示しないタービン等をこの蒸気で駆動して発電に寄与する。その際、上記ボイラからの蒸気の一部を上記支燃ガス加熱装置３の熱交換器４へ帰還させて上記集熱装置５からの太陽熱と相俟って支燃ガスの加熱に供するようにすることもできる。支燃ガスの加熱を上記集熱装置５からの太陽熱とボイラからの熱とで行うとき、どちらを主とし補助とするかは自由であり、廃棄物処理炉１へ投入される廃棄物の量と種類の時間的変動によるボイラでの蒸気発生量の変動、日照の時間的変化による集熱装置５での集熱の変動を考慮して定めればよい。
【００２９】
さらに、本実施形態では、熱回収装置２から排出される排ガスの一部を支燃ガスとして帰還させ送風ファン６により廃棄物処理炉１へ送入することも可能である。
【００３０】
本発明では、他の実施形態を示す図２に見られるごとく、上記支燃ガス加熱装置３に、熱交換器４として、第１の熱交換器４Ａと第２の熱交換器４Ｂを備えるようにすることが可能である。
【００３１】
図２の実施形態では、第１の熱交換器４Ａでは集熱装置５からの太陽熱を受けて熱交換して熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体が第２の熱交換器４Ｂで支燃ガスとの熱交換により該支燃ガスを加熱するようになっている。ここで、熱媒体としては、水蒸気又はＮａＮＯ３，ＫＮＯ３，ＮａＣｌ，Ｎａ２ＣＯ３等の溶融塩を使用することができる。
【００３２】
図２の実施形態においても、熱回収装置２におけるボイラで発生する高温の蒸気の一部を、集熱装置５からの太陽熱と相俟って、支燃ガスの加熱に用いることができること、熱回収装置２から排出される排ガスの一部を支燃ガスとして用いることができることは、図１の実施形態の場合と同様である。
【符号の説明】
【００３３】
１  廃棄物処理炉
２  熱回収装置
３  支燃ガス加熱装置
４  熱交換器
４Ａ  第１の熱交換器
４Ｂ  第２の熱交換器
【図１】
2011145033.tif 000003
【図２】
2011145033.tif 000004