(57)【要約】【課題】廃棄物処理装置で得られた熱量を排ガス加熱装置、白煙防止空気供給装置の熱源として用いることなく、得られた熱量を最大限熱回収して利用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を備えた廃棄物処理装置において、廃棄物処理炉から排出される排ガス中の有害物質を除去する排ガス処理装置２と、太陽熱を集熱する集熱装置８を備えていて排ガス処理装置３に導入される排ガスを上記集熱装置８で集熱された太陽熱により加熱する排ガス加熱装置２を有することを特徴としている。【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、廃棄物処理炉から排出される排ガス中の有害物質を除去する排ガス処理装置と、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて排ガス処理装置に導入される排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排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】
排ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と排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】
排ガス加熱装置は、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排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】
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、廃棄物処理炉から排出され煙突へ導入される排ガスに白煙防止空気を供給する白煙防止空気供給装置と、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて白煙防止空気を上記集熱装置で集熱された太陽熱により加熱する白煙防止空気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５】
白煙防止空気加熱装置は、集熱された太陽熱と白煙防止空気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４に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
白煙防止空気加熱装置は、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白煙防止空気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４に記載の廃棄物処理装置。
【請求項７】
熱媒体は、水蒸気又は溶融塩であることとする請求項３又は請求項６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から排出される排ガス中の有害物を除去する排ガス処理装置に導入される排ガスを加熱する排ガス加熱装置及び煙突へ導入される排ガスに加熱空気を供給する白煙防止空気供給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、廃棄物処理炉から排出された排ガスは二次燃焼室で完全燃焼され、廃棄物処理炉内で生成した有害物質を分解するようにしている。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していることが多い。タービン発電機を設けてこの蒸気により発電している場合もある。排ガスを無害化するためには、エコノマイザから排出された排ガスを後段で行う酸性物質除去とろ過式集塵に適した温度にまで、予め減温装置で冷却する。冷却された排ガスへ、排ガス中のＨＣｌやＳＯｘを除去するためアルカリ薬剤が供給され、ろ過式集塵機（バグフィルタ）によりアルカリ薬剤とＨＣｌ、ＳＯｘとの反応生成物とダストが捕集される。
【０００４】
さらに、ろ過式集塵機から排出される排ガス中のダイオキシン類を活性炭吸着装置により除去し、脱硝剤（アンモニアなど）を供給し脱硝触媒を充填した触媒脱硝装置で反応させＮＯｘを除去する。そのためには、活性炭吸着装置や触媒脱硝装置に導入する排ガスの温度を活性炭吸着や触媒脱硝に適した温度にまで加熱している。この排ガス加熱は、排ガスとボイラで生成した蒸気との熱交換により行われている。特許文献１では、この特許文献１の従来技術として、有害ガス除去のため、排ガスを排ガス加熱装置で加熱している、と記載している。
【０００５】
また、煙突から排ガスが排出される際に水蒸気が水滴となり白煙が生じることを防止するため、特許文献２では、煙突へ導入される排ガスに加熱空気を供給して排ガス中の水分濃度を低くするとともに排ガス温度を上昇させている。この加熱空気は、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われている。
【０００６】
このように  活性炭吸着装置や触媒脱硝装置に導入する排ガスを加熱する排ガス加熱装置、白煙防止空気供給装置の熱源として、ボイラで生成した蒸気が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２８０５４２号公報
【特許文献２】特開平６−５０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
実際の廃棄物処理装置の操業においては、排ガス加熱装置、白煙防止空気供給装置の熱源として、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。
【００１０】
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、廃棄物処理装置で得られた熱量を排ガス加熱装置、白煙防止空気供給装置の熱源として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】
【００１１】
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おり、上述した課題は、次の第一発明そして第二発明のいずれかによって解決される。
【００１２】
＜第一発明＞
第一発明は、廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉を備えた廃棄物処理装置において、廃棄物処理炉から排出される排ガス中の有害物質を除去する排ガス処理装置と、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて排ガス処理装置に導入される排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排ガス加熱装置を有することを特徴としている。
【００１３】
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、排ガスが排ガス加熱装置で加熱昇温された後、排ガス処理装置へもたらされ有害物質が除去された状態となる。
【００１４】
本発明において、排ガス加熱装置は、集熱された太陽熱と排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排ガスを加熱する。
【００１５】
本発明において、排ガス加熱装置は、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排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。
【００１６】
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の熱交換器で排ガスを加熱する。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廃棄物量の変動に伴い排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。
【００１７】
＜第二発明＞
第二発明は、廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉を備えた廃棄物処理装置において、廃棄物処理炉から排出され煙突へ導入される排ガスに白煙防止空気を供給する白煙防止空気供給装置と、太陽熱を集熱する集熱装置を備えていて白煙防止空気を上記集熱装置で集熱された太陽熱により加熱する白煙防止空気加熱装置を有することを特徴としている。
【００１８】
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、白煙防止空気が白煙防止空気加熱装置で加熱昇温された後、排ガスに供給され、排ガスは白煙のない状態で煙突から放出される。
【００１９】
本発明において、白煙防止空気加熱装置は、集熱された太陽熱と白煙防止空気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白煙防止空気を加熱する。
【００２０】
本発明において、白煙防止空気加熱装置は、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白煙防止空気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。
【００２１】
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の熱交換器で白煙防止空気を加熱する。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排ガス量の変動に伴い白煙防止空気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。
【発明の効果】
【００２２】
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排ガスや白煙防止空気の加熱に利用することで、排ガスからの回収熱量を、排ガスや白煙防止空気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】
【００２３】
【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】
【００２４】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
本実施形態の廃棄物処理装置は、図示されていないが、前段として、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と、該廃棄物処理炉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とを有している。
【００２６】
本実施形態装置は、上記熱回収装置の後流側に、上記廃棄物処理炉から排出され上記熱回収装置で熱回収された排ガスを受けて除塵する集塵装置１と、除塵後の排ガスを加熱する排ガス加熱装置２と、加熱された後の排ガスを無害化する排ガス処理装置３と、無害化された排ガスへ送入される白煙防止空気を加熱する白煙防止空気加熱装置４とを有している。該白煙防止空気加熱装置４の上流側には送風ファン５が設けられていて、該送風機５によって白煙防止空気が上記白煙防止空気加熱装置４へ送られる。該白煙防止空気加熱装置４で加熱された白煙防止空気は、排ガス処理装置３で無害化された排ガス中に送入され、排ガスは白煙のない状態で煙突６から大気へ放出されるようになっている。
【００２７】
本実施形態装置において、排ガス処理装置３は、排ガス中のダイオキシン類を吸着除去する活性炭吸着装置、排ガスに脱硝剤（アンモニアなど）を供給し脱硝触媒によりＮＯｘと反応させＮＯｘを除去する触媒脱硝装置のうち、少なくとも一つを有している。
【００２８】
上記排ガス加熱装置２は、好ましい形態として、熱交換器７と集熱装置８とを有している。熱交換器７は、集塵装置１からの排ガスを熱交換により加熱しこれを上記排ガス処理装置３へ送るように接続されている。上記排ガス加熱装置２では、上記熱交換器７が排ガスの加熱のための熱を、上記集熱装置８から受けるように構成されている。
【００２９】
集熱装置８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７へもたらされる。
【００３０】
本実施形態では、白煙防止空気加熱装置４も、上記排ガス加熱装置２と同様に熱交換器９と集熱装置１０とを有している。熱交換器９は、送風ファン５を経て送られてくる白煙防止空気を熱交換により加熱しこれを排ガス処理装置３からの排ガスへ送入するように接続されている。上記白煙防止空気加熱装置４では、上記熱交換器７が白煙防止空気の加熱のための熱を、上記集熱装置１０から受けるように構成されている。
【００３１】
集熱装置１０は、上記排ガス加熱装置２における集熱装置８と同様に、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９へもたらされる。
【００３２】
このような構成の本実施形態では、熱回収装置で熱回収された排ガスは、降温状態で、集塵装置１へもたらされてここで除塵され、排ガス加熱装置２で加熱される。この排ガス加熱装置２では、集熱装置８で集熱された太陽熱が熱交換器７を介して上記排ガスを加熱する。かくして加熱された排ガスは排ガス処理装置３で無害化処理を受ける。
【００３３】
一方、白煙防止空気は送風ファン５で熱交換器９へもたらされ、集熱装置１０で集熱された太陽熱により熱交換器９を介して加熱され、加熱後に、上記排ガス処理装置３からの排ガスへ送入される。したがって、排ガスは、加熱された白煙防止空気の送入により、白煙がない状態で煙突６から大気へ放出される。
【００３４】
本実施形態では、熱回収装置で回収された熱は、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排ガス加熱装置２の熱交換器７そしてさらには白煙防止空気加熱装置４の熱交換器９へ送って上記集熱装置８；１０からの太陽熱と相俟って排ガスや白煙防止空気の加熱に供するようにすることもできる。排ガスや白煙防止空気の加熱を上記集熱装置８；１０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８；１０での集熱の変動を考慮して定めればよい。
【００３５】
本発明では、他の実施形態を示す図２に見られるごとく、上記排ガス加熱装置２そして白煙防止空気加熱装置４に、熱交換器として、第１の熱交換器と第２の熱交換器を備えるようにすることが可能である。すなわち、排ガス加熱装置２では、第１の熱交換器７Ａと第２の熱交換器７Ｂを備え、白煙防止空気加熱装置４では、第１の熱交換器９Ａと第２の熱交換器９Ｂとを備えている。
【００３６】
図２の実施形態では、第１の熱交換器７Ａ；９Ａでは集熱装置８；１０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７Ｂ；９Ｂでそれぞれ排ガスそして白煙防止空気との熱交換により該排ガスそして白煙防止空気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。
【００３７】
図２の実施形態においても、熱回収装置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８；１０からの太陽熱と相俟って、排ガスや白煙防止空気の加熱に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】
【００３８】
２  排ガス加熱装置
３  排ガス処理装置
４  白煙防止空気加熱装置
７  熱交換器
７Ａ  第１の熱交換器
７Ｂ  第２の熱交換器
８  集熱装置
９  熱交換器
９Ａ  第１の熱交換器
９Ｂ  第２の熱交換器
１０  集熱装置
【図１】
2011145034.tif 000003
【図２】
2011145034.tif 000004