(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物又は当該廃棄物から発生する可燃性ガスを焼却する焼却炉と、
前記焼却炉で発生する排ガスと蒸気とを熱交換させることにより当該排ガスを冷却するとともに前記蒸気を過熱する過熱器と、
７００℃未満の排ガスに含まれる飛灰を、前記焼却炉と前記過熱器との間の位置から回収する第１回収部と、
８００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を、前記焼却炉と前記第１回収部との間の位置から回収する第２回収部であって、セラミックフィルタからなるものと、を有する廃棄物処理設備。
【請求項２】
前記焼却炉で発生する排ガスを冷却する冷却機構をさらに有し、
前記冷却機構は、前記第１回収部に供給される排ガスが７００℃未満に冷却されるように前記焼却炉と前記第１回収部との間に設けられている請求項１に記載の廃棄物処理設備。
【請求項３】
前記冷却機構は、前記焼却炉で発生する排ガスと水との熱交換により前記水を沸騰させて前記過熱器に供給される蒸気を発生させるとともに前記排ガスを冷却する蒸発器である請求項２に記載の廃棄物処理設備。
【請求項４】
前記第１回収部は、６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収する請求項１〜３のいずれか一項に記載の廃棄物処理設備。
【請求項５】
廃棄物又は当該廃棄物から発生する可燃性ガスを焼却する工程と、
前記焼却する工程によって発生した排ガスと蒸気とを熱交換させることにより当該排ガスを冷却するとともに前記蒸気を過熱する工程と、
前記過熱する工程の前に７００℃未満の前記排ガスに含まれる飛灰を回収する第１工程と、
前記第１工程の前に、８００℃以上の前記排ガスに含まれる飛灰をセラミックフィルタにより回収する第２工程と、を含む廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記第１工程の前に、前記焼却する工程によって発生した排ガスを冷却する工程をさらに含む請求項５に記載の廃棄物処理方法。
【請求項７】
前記第１工程は、６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収する工程である請求項５または６に記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却するときに発生する排ガスによって過熱器が腐食されることを抑制する廃棄物処理設備、及び当該廃棄物処理設備を用いた廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策として都市ごみ等の廃棄物を有効活用する廃棄物発電が知られている。廃棄物発電は、廃棄物を燃焼させたときに生じる排ガスの熱を、ボイラーと蒸気タービンで電力に変換して未利用エネルギーを有効活用する発電方法である。上記廃棄物発電では、廃棄物を燃焼させたときに排ガスとともに飛灰が生成される。廃棄物が塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩素成分を含む場合、それを燃焼させて得られる排ガスも塩素成分を含むことになる。特許文献１では、廃棄物の燃焼によって生じる飛灰を高温で回収することにより飛灰が塩素成分を含まないようにし、当該飛灰をセメント原料等に有効利用する技術が開示されている（特許文献１の段落［０００３］、［０００９］）。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、廃棄物を燃焼させたときに生じる排ガスを重金属吸着剤に接触させることで排ガスに含まれるＰｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｓｅ等の重金属を重金属吸着剤に吸着させる技術が開示されている。このように排ガス中の重金属を重金属吸着剤によって除去することにより飛灰が重金属を含まなくなるので、飛灰の後処理が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３００３１２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１２４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように特許文献１及び２に開示の廃棄物処理方法で塩素成分を含む廃棄物を処理すると、排ガスにも塩素成分が含まれることになる。一方、前記ボイラーが既に蒸発している高温の蒸気と前記排ガスとを熱交換させる過熱用伝熱管を含む場合、当該蒸気の熱と前記排ガスに含まれる塩素成分とに起因して当該過熱用伝熱管に溶融塩腐食が生じやすく、当該腐食により過熱用伝熱管（以下「過熱器」とも記す）が減肉するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、過熱器が腐食されにくい廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来は、排ガス中の飛灰をセメント原料等に転用するために、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩素成分の含有量が少ない飛灰を回収していたが、本発明では敢えて塩素成分の含有量が多い飛灰を回収し、これにより過熱器に至る塩素成分を減少させることを以って過熱器の溶融塩腐食を抑制することを検討した。排ガス温度の高低による飛灰の組成を熱力学シミュレーションで調べたところ、排ガスの温度が８００℃では飛灰中の塩素成分のほぼ全てが気体である一方で、排ガスの温度が８００℃から低くなるにつれて気体の塩素成分が徐々に相転移して液状又は固体状になり、排ガスの温度が７００℃未満になると、ほとんどの全ての塩素成分が液状又は固体の飛灰として析出するという知見が得られた。かかる知見に基づいて塩素成分を多量に含む飛灰を効果的に回収し、過熱器に至る塩素成分を減少させ得る構成について鋭意検討を重ねることにより以下に示す本発明の廃棄物処理設備を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の廃棄物処理設備は、廃棄物又は当該廃棄物から発生する可燃性ガスを焼却する焼却炉と、前記焼却炉で発生する排ガスと蒸気とを熱交換させることにより当該排ガスを冷却するとともに前記蒸気を過熱する過熱器と、７００℃未満の排ガスに含まれる飛灰を、前記焼却炉と前記過熱器との間の位置から回収する第１回収部と、８００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を、前記焼却炉と前記第１回収部との間の位置から回収する第２回収部であって、セラミックフィルタからなるものと、を有する。
【０００９】
上記構成によれば、排ガスを７００℃未満とすることにより排ガスに含まれる塩素成分のほとんどが液状又は固体となって飛灰として析出し、当該飛灰を過熱器に至るまでの第１回収部で回収することにより過熱器に至る塩素成分を少なくすることができる。これにより過熱器の表面に塩素成分が付着しにくくなるので、過熱器の溶融塩腐食を抑制することができる。現行の廃棄物処理設備では、過熱器による過熱で得られる過熱蒸気の温度は高々４００℃であるが、本発明の廃棄物処理設備によれば過熱器を４００℃を超える高温としても過熱器に溶融塩腐食が生じる懸念は少なく、過熱蒸気のさらなる高温化を図ることが可能となる。
【００１１】
上記構成によれば、排ガスが８００℃以上の場合には、塩素成分が気化することにより飛灰が塩素成分を含みにくくなるので、第２回収部で塩素成分の含有量が少ない飛灰を回収することができる。このようにして第２回収部で回収される飛灰は、塩素成分の含有量が少ないのでセメント原料等に有効利用することができる。つまり、上記構成によれば、セメント原料等に有効利用できる飛灰を第２回収部で先に回収し、第２回収部よりも下流側の第１回収部で塩素成分を多量に含む飛灰を回収することにより、セメント原料等に有効利用できる飛灰と塩素成分を多量に含む飛灰とを別々に回収することが可能となる。
【００１２】
上記構成において、前記焼却炉で発生する排ガスを冷却する冷却機構をさらに有し、前記冷却機構は、前記第１回収部に供給される排ガスが７００℃未満に冷却されるように前記焼却炉と前記第１回収部との間に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、排ガスが第１回収部に至るまでに排ガスが冷却機構によって冷却されることにより排ガス中の塩素成分が飛灰として析出しやすくなるので、第１回収部で塩素成分を含む飛灰を回収しやすくなる。これにより過熱器に供給される排ガスが塩素成分を含有しにくくなるので、塩素成分によって過熱器が溶融塩腐食されることを抑制することができる。
【００１４】
上記構成において、前記冷却機構は、前記焼却炉で発生する排ガスと水との熱交換により前記水を沸騰させて前記過熱器に供給される蒸気を発生させるとともに前記排ガスを冷却する蒸発器であることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、焼却炉で発生した排ガスの熱を蒸発器で利用し、当該蒸発器において水を沸騰させて過熱器に供給する蒸気とすることができる。このように蒸発器を設置することにより、排ガスを単に冷却するのではなく、水を蒸発させるために排ガスの熱を有効利用することができる。
【００１６】
上記構成において、前記第１回収部は、６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収することが好ましい。
【００１７】
現行の廃棄物処理設備では、過熱器内を流れる蒸気温度を４００℃以上にすると溶融塩腐食の問題が生じるが、上記構成によれば、第１回収部で塩素成分を含む飛灰を回収することができるので、腐食が生じにくい高温の排ガスを過熱器に供給することができる。これにより過熱器で溶融塩腐食が生じることを抑制し、かつ過熱器内を流れる過熱蒸気を４００℃以上とすることができる。
【００１８】
本発明の廃棄物処理方法は、廃棄物又は当該廃棄物から発生する可燃性ガスを焼却する工程と、前記焼却する工程によって発生した排ガスと蒸気とを熱交換させることにより当該排ガスを冷却するとともに前記蒸気を過熱する工程と、前記過熱する工程の前に７００℃未満の前記排ガスに含まれる飛灰を回収する第１工程と、前記第１工程の前に、８００℃以上の前記排ガスに含まれる飛灰をセラミックフィルタにより回収する第２工程と、を含む。
【００１９】
上記構成によれば、排ガスを過熱する工程の前の第１工程で７００℃未満の排ガスに含まれる飛灰を回収することにより排ガス中の塩素成分を回収することができる。これにより過熱する工程に供給される排ガスの塩素成分含有量が少なくなるので、過熱する工程で用いる過熱器が塩素成分によって溶融塩腐食されることを抑制することができる。このように過熱器が溶融塩腐食しにくくなることにより、過熱する工程で供給される排ガスの温度を高めても過熱器が減肉しにくいので、過熱する工程で得られる過熱蒸気の高温化を図ることができる。
【００２１】
排ガスが８００℃以上の状態では、塩素成分が気化しているので飛灰として回収されにくくなる。上記第２工程により、塩素成分の含有量が少ない飛灰を回収することができ、当該飛灰は、塩素成分の含有量が少ないのでセメント原料等に有効利用することができる。
【００２２】
上記構成において、好ましくは、前記第１工程の前に、焼却する工程によって発生した排ガスを冷却する工程をさらに含む。
【００２３】
上記構成によれば、冷却する工程で冷却された排ガスに含まれる飛灰を第１工程で回収することができるので、第１工程で塩素成分の含有量が多い飛灰を回収しやすくなる。第１工程で塩素成分の含有量が多い飛灰を回収することにより、過熱する工程に供給される排ガスの塩素成分含有量が少なくなるので、過熱する工程で用いる過熱器が塩素成分によって溶融塩腐食されることを抑制することができる。
【００２４】
上記構成において、好ましくは、前記第１工程は、６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収する工程である。
【００２５】
第１工程で６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収することにより、腐食が生じにくい高温の排ガスを過熱器に供給することができる。これにより過熱器で溶融塩腐食が生じることを抑制し、かつ過熱器内を流れる過熱蒸気を４００℃以上とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、過熱器が腐食されにくい廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物処理設備の全体構成を示す概略図である。
【図２】排ガスの温度と、その温度の排ガス中に含まれる飛灰（凝縮相）中の各成分の生成量（ｍｏｌ）とを熱力学平衡計算ソフトによりシミュレーションして得られたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る廃棄物処理設備１０の全体構成を示す概略図である。まず、この廃棄物処理設備１０における廃棄物１１の処理要領について説明する。
【００２９】
本実施形態の廃棄物処理設備１０は、図１に示すように、上流側から順に、ごみピット１と、給塵機２と、焼却炉３と、第２回収部５２と、冷却機構５１と、第１回収部５３と、過熱器５４と、減温塔６と、バグフィルタ７と、脱硝装置８と、煙突９とを有している。この廃棄物処理設備１０では、まず、ごみピット１に貯留された廃棄物が給塵機２に投入され、この給塵機２から定量的に焼却炉３に供給される。この焼却炉３にて廃棄物を焼却することにより排ガスを発生させる。焼却炉３での高温燃焼により８００℃以上１０００℃以下の排ガスが排出される。この排ガスは第２回収部５２に導入されて、排ガスに含まれる飛灰が第２回収部５２にて回収される。その後、排ガスが冷却機構５１に供給され、当該冷却機構５１で排ガスが冷却されることにより排ガスに含まれる飛灰がさらに析出する。ここで析出した飛灰が第１回収部５３で回収される。その後、排ガスは過熱器５４に供給され、過熱器５４にてその廃熱が回収された後、減温塔６にて冷却される。過熱器５４で回収された熱は蒸気の過熱に用いられる。過熱器５４で過熱された過熱蒸気は、例えば図外のタービンの起動に用いられて発電に寄与する。モデルケースとして、例えば第２回収部５２、冷却機構５１、第１回収部５３、過熱器５４を通過する直前の排ガスの温度がそれぞれ１０００℃、８５０℃、６９０℃、６００℃である。冷却機構５１及び第２回収部５２の設置位置は一例に過ぎず、それぞれの順序を逆に接続してもよい。減温塔６で冷却された排ガスは、バグフィルタ７で除塵されて、脱硝装置８を経て煙突９から排出される。
【００３０】
上記焼却炉３は、廃棄物を熱分解（ガス化）することにより熱分解ガスを発生させるガス化炉と、当該ガス化炉で発生した熱分解ガスを燃焼させることにより排ガスを発生させる溶融炉と、によって構成されていてもよい。
【００３１】
本実施形態の廃棄物処理設備１０に用いる廃棄物１１は、都市ごみを用いることが好ましい。都市ごみは、比較的発熱量の低い低熱量廃棄物である。一般的に都市ごみは、その性状変動が大きいため、生成される可燃性ガスの発熱量が変動しやすい。都市ごみに比して性状のバラつきのない廃プラスチックを混合利用してもよい。これにより生成される可燃性ガスの発熱量を変動しにくくすることができる。なお、処理対象としては、都市ごみに限られず、各種の一般廃棄物、産業廃棄物等を処理してもよい。また、都市ごみに混合する高熱量廃棄物として、廃プラスチックの他に、下水処理施設から排出される脱水汚泥、廃タイヤ、紙くず、ゴム、廃油、廃油スラッジ、木質バイオマス等を用いてもよい。
【００３２】
第２回収部５２は、８００℃以上１０００℃以下の排ガスに含まれる飛灰を回収するものであり、例えば耐熱性を有するセラミックフィルタ又はサイクロンを利用することができる。８００℃以上１０００℃以下の排ガス中では、塩素成分が気体のガス状態となっているので、第２回収部５２で回収される飛灰は塩素成分の含有量が少なく、セメント原料等に有効利用することができる。
【００３３】
冷却機構５１は、第２回収部５２を通過した排ガスを冷却するものである。排ガスが冷却機構５１を通過することにより排ガスの熱が奪われて排ガスの温度が低下し、排ガスの温度の低下に伴って排ガス中に含まれる塩素成分が析出される。第２回収部５２を通過した排ガスを冷却機構５１で７００℃未満に冷却することにより、排ガス中の塩素成分が飛灰として析出し、当該飛灰を続く第１回収部５３にて回収することができる。
【００３４】
冷却機構５１としては、蒸発器を用いることがより好ましい。蒸発器は、焼却炉３で発生する排ガスと水との熱交換により水を沸騰させて過熱器５４に供給する蒸気を発生させるとともに排ガスを冷却するものである。蒸発器は、水及び蒸気を通過させる空洞を有する伝熱管を蛇状に設けたものであり、この伝熱管内を流れる水が、排ガスの熱によって加熱されて蒸気となる。この蒸気は過熱器５４に送られる。
【００３５】
蒸発器を通過する排ガスは、過熱器５４を通過する排ガスよりも高温ではあるが、蒸発器に接触した排ガスの熱は蒸発器の内部を流れる水の気化熱に使用されるので、蒸発器自体の温度は水の沸点である１００℃よりも高温になりにくい。また蒸発器を通過する時点での排ガスは８００℃を超えるものであるため、排ガス中の塩素成分が析出しにくく、仮に蒸発器の表面に析出してもその析出物が８００℃を超える排ガスに晒されて再び気化されやすい。このように蒸発器自体が著しく高温になることもなく、かつ蒸発器の表面に塩素成分が析出することも少ないので蒸発器の溶融塩腐食は生じにくい。
【００３６】
冷却機構５１としては、蒸発器以外に水冷壁又はボイラ輻射伝熱面を単独で用いることもできるし、蒸発器と組み合わせて用いることもできる。水冷壁は、内壁と当該内壁に離間して設けられた外壁とを有し、内壁と外壁との間に流される水と、内壁に接触する排ガスとを熱交換することによって水を沸騰させて蒸気を発生させるとともに排ガスを冷却するものである。当該水冷壁で発生した蒸気は過熱器５４に送られる。
【００３７】
ボイラ輻射伝熱面は、水等が通過する流路を内部に有し、排ガスが有する輻射熱を吸収する材料で構成される。排ガスが有する輻射熱によって流路内の水等を沸騰させて蒸気を発生させるとともに排ガスを冷却することができる。当該ボイラ輻射伝熱面で発生した蒸気は過熱器５４に送られる。
【００３８】
第１回収部５３は、冷却機構５１で冷却された後の７００℃未満の排ガスに含まれる飛灰を回収するものであり、上記第２回収部５２で例示した各種の集塵装置と同様のものを用いることができる。第１回収部５３は、冷却機構５１よりも下流側に設けられているため、冷却機構５１で冷却された後の排ガスに含まれる飛灰を回収することができる。このように第１回収部５３で塩素成分を多量に含む飛灰が回収されることにより、過熱器５４に供給される排ガスの塩素成分含有量が低下し、以って過熱器５４の溶融塩腐食による減肉を抑制することができる。
【００３９】
第１回収部５３は、６００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を回収することが好ましい。第１回収部５３を通過する排ガスを６００℃以上とすることにより、腐食が生じにくい高温の排ガスを過熱器５４に供給することができる。これにより過熱器５４で溶融塩腐食が生じにくく、かつ過熱器５４内を流れる過熱蒸気を４００℃以上とすることができる。
【００４０】
ここで、排ガスの温度とその温度の排ガスに含まれる飛灰の各成分の重量との関係のシミュレーション結果を説明する。図２は、排ガスの温度と、その温度の排ガス中に含まれる飛灰（凝縮相）の各成分の生成量（ｍｏｌ）とを熱力学平衡計算ソフトによりシミュレーションして得られたグラフであり、排ガスの温度とその温度の排ガス１ｍ3に含まれる飛灰の各成分の生成量（ｍｏｌ）との関係を示している。図２の横軸が排ガスの温度（℃）であり、縦軸が各成分の生成量（ｍｏｌ）である。
【００４１】
飛灰は、図２の項目の欄に示す各組成を主成分として含むものであり、具体的には、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、硫化カリウム（Ｋ2ＳＯ4）、硫化ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）等を単体又は共晶状態で含む。
【００４２】
図２に示される各組成物によって気体から液体又は固体への相転移点が異なるため、飛灰に含まれる各成分の割合は、図２に示すように排ガスの温度の高低によって変化するが、飛灰の一般的傾向として排ガスの温度が低温になるほど各成分が液状又は固体状となって飛灰として回収しやすくなる。例えば図２のグラフに示すように、１０００℃の排ガス１ｍ3中の飛灰は、約０．０１１ｍｏｌのＣａＳＯ4と、０．００１８ｍｏｌのＦｅ2Ｏ3とを含むのに対し、６００℃の排ガス１ｍ3中の飛灰は、約０．０１１ｍｏｌのＮａＣｌと、０．０１１ｍｏｌのＣａＳＯ4と、０．００６ｍｏｌのＦｅ2Ｏ3と、０．００６ｍｏｌのＫＣｌと、０．００４３ｍｏｌのＣａＣＯ3と、及び０．００４３ｍｏｌのＣａＣｌ2とを含む。
【００４３】
図２のグラフの塩素成分に着目すると、排ガスの温度が７００℃よりも高くなるにつれて飛灰中の塩素成分（ＫＣｌ、ＮａＣｌ）の割合が徐々に少なくなり、８００℃以上の排ガスから回収される飛灰には塩素成分がほとんど含まれないことが理解される。逆に、排ガスの温度が７００℃未満ではほぼ全ての塩素成分が液状又は固体状に析出するので、７００℃未満の排ガスから飛灰を回収することにより排ガス中の塩素成分を効率的に回収することが可能となる。
【００４４】
本実施形態の廃棄物処理設備１０では、図２のシミュレーション結果を踏まえて第１及び第２回収部５３，５２の設置位置を決定している。すなわち、第２回収部５２は８００℃以上１０００℃以下の排ガスが通過する位置に設けられ、第１回収部５３は７００℃未満の排ガスが通過する位置に設けられている。このような位置に第１及び第２回収部５３、５２をそれぞれ設置することにより、第２回収部５２で塩素成分の含有量が少ない飛灰を回収することができるし、続く第１回収部５３で塩素成分を多量に含む飛灰を回収することができる。第２回収部５３で回収される飛灰は、飛灰全体に占める塩素の重量比が１質量％以下であるので、後処理を施すことなくセメントの原料等に有効利用できる。また、第１回収部５３を通過した排ガスは塩素成分の濃度が低くなるので、後述する過熱器５４が塩素成分に晒されることを抑制することができ、過熱器５４の溶融塩腐食を抑制することが可能となる。
【００４５】
過熱器５４は、排ガスと蒸気とを熱交換させることにより当該排ガスを冷却するとともに蒸気をさらに過熱するものである。過熱器５４では１００℃を超える蒸気がさらに過熱されて３００℃以上６００℃以下の過熱蒸気となり、当該過熱蒸気が図外のタービンに供給されることにより発電される。当該過熱蒸気の圧力は例えば４０ｂａｒ以上６０ｂａｒ以下とされる。過熱器５４は内部を流れる蒸気を過熱するものであるため、内部を流れる水を蒸発させる蒸発器よりも高温になりやすい。このため、過熱器５４の表面に塩素成分が付着すると、過熱器５４の表面が溶融塩腐食を生じやすいが、本実施形態では排ガスが過熱器５４に至るまでに塩素成分を含む飛灰を第１回収部５３で回収しているので、過熱器５４の表面に塩素成分が析出することを抑制することができ、過熱器５４の溶融塩腐食を抑制することができる。このため、過熱器５４に供給する排ガスの温度をさらに高めることも可能となり、過熱器５４で得られる過熱蒸気の温度を高めることもできる。上記冷却機構５１として蒸発器を用いることにより冷却機構５１で冷却される排ガスの熱を水を蒸発させるために利用することができ、当該蒸発器で発生した蒸気を過熱器５４に供給することにより排ガスの熱を有効利用することができる。
【００４６】
＜廃棄物処理方法＞
上記実施形態の廃棄物処理設備１０を用いた廃棄物処理方法は、まず、図１に示されるように、ごみピット１内の廃棄物１１が給塵機２に投入され、当該給塵機２から定量的に焼却炉３に供給される。この廃棄物１１を焼却炉３で焼却することにより排ガスが排出される（焼却工程）。焼却炉３内では旋回流が形成されており、例えばトータル空気比１．３〜１．５の条件下で約１０００℃の高温燃焼が行われることにより８００℃〜１０００℃の排ガスが第２回収部５２に排出される。なお、本実施形態の廃棄物処理設備１０では、廃棄物を直接焼却することによって高温の排ガスを取り出しているが、廃棄物を熱分解することによって熱分解ガスを取り出し、当該熱分解ガスを焼却することによって排ガスを取り出してもよい。
【００４７】
次に、８００℃以上の排ガスに含まれる飛灰を第２回収部５２によって回収する（第２工程）。排ガスの温度が８００℃以上の場合には、排ガスに含まれる塩素成分のほぼ全てが気体となっているので、第２回収部５２では飛灰全体に占める塩素の重量比を１質量％以下とすることができる。この第２工程で回収された飛灰は、後処理を施すことなくセメント原料として利用することができる。
【００４８】
次いで、７００℃未満の排ガスに含まれる飛灰を第１回収部５３によって回収する（第１工程）。第１回収部５３を通過する排ガスは７００℃未満になっているので、排ガスに含まれる塩素成分が液体又は固体となって飛灰として析出している。このため、第１回収部５３では、塩素成分を多量に含む飛灰を回収することができる。
【００４９】
最後に、過熱器５４において第１回収部５３を通過した排ガスと、蒸気とを熱交換させることにより排ガスを冷却するとともに蒸気を過熱して過熱蒸気とする。このように蒸気を過熱器５４で過熱することにより過熱器５４を腐食させにくい高温の過熱蒸気を得ることができ、当該過熱蒸気が供給されたタービンによる発電効率を高めることができる。
【００５０】
また第１回収部５３で塩素成分を多量に含む飛灰を回収しているので、過熱器５４に供給される排ガスの塩素成分含有量を低くすることができる。つまり、腐食が生じにくい高温の排ガスを過熱器５４に供給することができる。これにより過熱器５４が塩素成分によって溶融塩腐食されることを抑制し、かつ過熱器５４内を流れる過熱蒸気を４００℃以上とすることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。本実施例では、図１に示す廃棄物処理設備１０を用いて廃棄物１１を処理した。また、図１における冷却機構５１として蒸発器を用いた。まず、ごみピット１に貯留された廃棄物１１を給塵機２に投入し、この給塵機２から定量的に焼却炉３に供給した。そして、この焼却炉３にて廃棄物を燃焼することにより８００℃〜１０００℃程度の排ガスを発生させた。
【００５２】
上記排ガスをセラミックフィルター（第２回収部５２）に通過させることにより排ガスに含まれる飛灰を回収した。この第２回収部５２では、８３３℃の排ガス１ｍ3に対して１．７０ｇの飛灰を回収できた。この飛灰に含まれる塩素の重量比をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、その塩素の質量比は０．５０質量％であった。
【００５３】
次に、第２回収部５２を通過した排ガスを、冷却機構５１である蒸発器に供給した。この蒸発器によって徐々に排ガスの熱が奪われ、蒸発器を通過した後の排ガスの温度は６３９℃であった。蒸発器で回収された熱は、蒸発器内を流れる水を沸騰させて蒸気を発生させた。ここで発生させた蒸気を過熱器５４に流した。この排ガスをノズルより回収（第１回収部５３）することにより、６３９℃の排ガスに含まれる飛灰を回収した。この第１回収部５３では、６３９℃の排ガス１ｍ3に対して４．２９ｇの飛灰を回収した。この飛灰に含まれる塩素の質量％をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、その塩素の質量比は６．３９質量％であった。
【００５４】
最後に、第１回収部５３を通過した排ガスを用いて過熱器５４内を流れる蒸気を過熱することにより従来の４００℃よりも高温である約５８０℃の過熱蒸気を得ることができた。この過熱蒸気をタービンに供給して発電することにより従来よりも発電効率を高めることができた。排ガスは減温塔６で冷却された後に、バグフィルタ７で除塵されて脱硝装置８を経て煙突９から排出された。
【００５５】
本実施例によれば、７００℃未満の排ガスを第１回収部５３に通過させることにより、第１回収部５３で塩素成分を多量に含む飛灰を回収することができ、過熱器５４の表面に塩素成分が付着することを抑制し、過熱器５４の溶融塩腐食を抑制し得ることが明らかとなり、本発明の効果が示された。これにより過熱器５４に供給し得る排ガスの温度を高めることができ、より高温の過熱蒸気を得ることができることが明らかとなった。
【００５６】
また上記実施例によれば、８００℃以上１０００℃以下の排ガスを第２回収部５２に通過させることにより、塩素の質量比が１質量％以下の飛灰を回収することができることも明らかとなった。ここで回収された飛灰は、後処理を施すことなくセメント原料に有効利用することができる。
【００５７】
以上のように本発明の実施形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００５８】
今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５９】
１  ごみピット
２  給塵機
３  焼却炉
６  減温塔
７  バグフィルタ
８  脱硝装置
９  煙突
１０  廃棄物処理設備
１１  廃棄物
５１  冷却機構
５２  第２回収部
５３  第１回収部
５４  過熱器
【図１】
0006450703.tif 000002
【図２】
0006450703.tif 000003