(57)【要約】【課題】  ガス化炉の排出シュート内における棚吊り現象の発生を未然に防止し、砂及び不燃物の連続的な抜き出しを可能とする流動層式のガス化炉を提供することを目的とする。【解決手段】  炉内に投入された産業廃棄物１８を熱媒体となる砂等の粒状物２０質と共に下部側から吹き込んだ空気によって流動層２４を形成させつつ熱分解によってガス化すると共に、不燃物を回収する流動層式のガス化炉１０において、不燃物及び粒状物質２０からなる排出物３０を抜き出すための複数の排出シュート１５ａ、１５ｂの直下にそれぞれ排出手段２８ａ、２８ｂを配置することにより排出シュート１５ａ、１５ｂ内での棚吊りによる排出物３０の詰まりを防止したことを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に投入された産業廃棄物を熱媒体となる砂等の粒状物質と共に下部側から吹き込んだ空気によって流動層を形成させつつ熱分解によってガス化すると共に、不燃物を回収する流動層式のガス化炉において、
前記不燃物及び前記粒状物質からなる排出物を抜き出すための複数の排出シュートの直下にそれぞれ排出手段を配置することにより前記排出シュート内での棚吊りによる排出物の詰まりを防止したことを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
請求項１に記載のガス化炉において、
前記排出手段がスクリューコンベアであることを特徴とするガス化炉。
【請求項３】
請求項２に記載のガス化炉において、
前記スクリューコンベアは、前記抜出シュートの位置にかかわらずその直下に位置して前記排出物を受け入れ可能に形成された開口部を備え、それによっていずれの抜出シュートに対しても取り付け可能に互換性を有して形成されてなることを特徴とするガス化炉。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のガス化炉において、
前記スクリューコンベアの回転速度は調整可能とされ、それによって排出物の排出量を調整可能とされたことを特徴とするガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層式のガス化炉に関し、さらに詳しくは、廃自動車、電化製品等の産業廃棄物のシュレッダーダストをガス化処理する際に不燃物及び粒状物質からなる排出物の排出シュート内での棚吊りによる排出物の詰まりを防止することを可能とする流動層式のガス化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車シュレッダーダスト（ＡＳＲ）、家電シュレッダーダストのような、鉛、亜鉛、銅といった金属や塩素源となる塩化ビニル等が混入している産業廃棄物を溶融処理する設備としては、流動層式のガス化炉を備えた産業廃棄物の溶融処理施設が知られており、例えば、特開平１１−３０２７４８号公報（特許文献１）に開示されたような溶融処理施設がある。
【０００３】
特許文献１に開示された流動層式のガス化炉は、上述した産業廃棄物の中に含まれる有価金属の回収を目的としたものであり、図１に示すような溶融処理施設において産業廃棄物の処理を行っている。この溶融処理施設の主要な設備について概略の処理工程と共に説明する。
【０００４】
まず、図１の溶融処理施設の概略構成図に示されているように、銅滓Ａ１を第１の貯蔵所１に貯蔵し、有価金属を含む産業廃棄物Ａ２等を別の第２の貯蔵所２に貯蔵する。
第１の貯蔵所１から銅滓Ａ１等を破砕機（図示せず）に掛けて細かく粉砕し、粉砕した産業廃棄物Ａ２等と同時に供給コンベア３によりに供給フィーダー４に投入し、供給フィーダー４から一定量を流動層式ガス化炉１１に投入する。
ここで、産業廃棄物Ａ２には、自動車、家庭電化製品等をシュレッダーで処理した有価金属とプラスチックを含むシュレッダーダスト、家庭用と工業用の廃プラスチックなどが含まれる。
【０００５】
流動層式ガス化炉１１では、図１に示すように、投入された産業廃棄物Ａ２と銅滓等Ａ１が、流動床１２から吹き込まれる空気Ｃにより流動層式ガス化炉１１内で流動層を形成して循環している。流動層式ガス化炉１１内では、産業廃棄物Ａ２中の廃プラスチックの燃焼を防止しつつ、廃プラスチックを熱分解しガス化する。その後、ガス化炉１１内で生成された熱分解ガスＥ等が溶融炉２１に移送される。
【０００６】
溶融炉２１では、熱分解ガスＥ等が移送されると同時に、空気を供給しつつ燃焼させる。これにより熱分解ガスＥは、燃焼して排ガスＦとなり排出される。ここで、排ガスＦの温度が２５０〜５００℃の範囲にあるとダイオキシン等の有害物質が再合成されることを考慮し、この温度範囲にある時間を少なくして有害物質の再度の生成を防止すべく、溶融炉２１からの排ガスＦに、廃液分解塔２６で廃液Ｌを噴霧し、さらに急冷塔４１で冷却水を噴霧して排ガスＦを冷却している。
【０００７】
一方、製錬で生ずる廃液には金属イオンや酸が含まれ、一般下水で生ずる廃液には、無機物、有機物等が残存するが、これらは焼却処理することが望ましいことから、廃液分解塔２６で廃液Ｌを熱分解処理する工程を含ませている。廃液Ｌは、高温度に曝すことにより有機物等と酸等は分解し、無機物と金属イオン等は酸化物にしてバグフィルター５１で回収している。そして、溶融炉２１から回収したスラグＧを電気式保持炉３１で精錬する。
【０００８】
ここで、流動層式ガス化炉１１の構造について説明すると、炉底部の上方に位置する熱媒体投入口から熱媒体となる粒状物質、例えば「砂」を投入し、炉底部に設けた空気吹出孔から空気を上方に向かって吹出すことによって対流を起こさせた流動床を形成している。そして、熱媒体としての砂は、炉底部の上方から投入された廃棄物中の不燃物と共に、炉底部から下方に延びる排出シュート１５を通じて炉内から排出していた。一旦排出された砂は、図示しない循環通路を通じて再び炉底部の上方から炉内へ投入される。
【０００９】
しかし、特許文献１の流動層式ガス化炉１１は、熱媒体としての砂と不燃物とを排出シュート１５を通じて排出しているが、排出シュート１５内にクリンカが付着するという問題があった。排出シュート１５内にクリンカが付着し、排出シュート１５が閉塞されると、砂と不燃物を排出、循環させることができないことから、このようなクリンカの問題を解消すべく特開２００５−２８２９６０号（特許文献２）においては、流動床の上部から投入した砂を流動床の下部に位置する排出シュート１５から排出する際に、炉内燃焼維持温度を下回らせることのない範囲内で、排出シュート内を流通する砂の排出速度を単位面積当りの排出速度で管理し、必要であればさらに排出シュート内に蒸気を噴射してクリンカの生成を防止する流動層式ガス化炉の操業方法が提案されている。
【００１０】
特許文献２に示された流動層式ガス化炉の構造を図２に示す。図２に示された流動層式ガス化炉１４は、炉底部１６に設けた空気吹出孔１７と、炉底部１６の上方に位置する廃棄物１８の投入口１９及び熱媒体である砂２０の投入口２１、さらに、炉底部１６から下方に延びる排出シュート１５ａ、１５ｂを備えている。投入口２１から投入された砂２０が空気吹出し孔１７から吹出す空気によって吹き上げられて、流動床２４が形成されている。炉頂からは、熱分解ガスＥやチャー、ダスト等が排出され、溶融炉に搬送されるようになっている。また、流動層式ガス化炉１４は、排出シュート１５ａ、１５ｂと図示しない管材によって熱媒体（砂）循環通路が形成されている。排出シュート１５ａ、１５ｂは、それぞれ上部の蒸気投入口２２と、下部の蒸気投入口２３を備えている。さらに、流動層式ガス化炉１４は、流動床２４付近に温度計２５、排出シュート１５ａ、１５ｂの上部に温度計２６、排出シュート１５ａ、１５ｂの下部に温度計２７が取り付けられている。
【００１１】
ここで、図３は流動層式ガス化炉１４の排出シュート１５部分の横断面図である。図３に示すように、もともと４本あった４本の排出シュート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５のうち対向する位置にある排出シュート１５ｃ、１５ｄを塞ぎ、排出シュート１５ａ、１５ｂのみを使用することで排出面積を１．２８ｍ２から０．６４ｍ２に減少させ、これにより、排出面積当りの砂排出速度を、３０００ｋｇ／ｈｒ〜４７００ｋｇ／ｈｒの範囲に制御しようとするものである。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３０２７４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８２９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献２に開示された流動層式ガス化炉１４は、対向する位置にある排出シュート１５ａ、１５ｂの下側に１本の排出コンベア２８が取り付けられており、この１本の排出コンベアによって排出シュート１５ａ、１５ｂから排出された砂２０及び不燃物を抜き出していた。
【００１４】
しかし、１本の排出コンベア２８で砂２０及び不燃物の抜き出しを行う場合、排出シュート１５ａ、１５ｂから排出される砂２０及び不燃物をホッパで集めて排出コンベア２８へ導入する必要があるが、排出シュート１５ａ、１５ｂから排出コンベア２８至るまでの必然的な経路の形状によって排出シュート１５ａ、１５ｂ内での棚吊り現象により砂２０及び不燃物の降下が止まってしまうという問題があった。そうなると、砂２０及び不燃物の抜き出しができなくなるのでガス化炉の操業を一旦停止してその対応をせざるを得ず操業効率が著しく減殺されるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、排出シュート内における棚吊り現象の発生を未然に防止し、砂及び不燃物の連続的な抜き出しを可能とする流動層式のガス化炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、炉内に投入された産業廃棄物を熱媒体となる砂等の粒状物質と共に下部側から吹き込んだ空気によって流動層を形成させつつ熱分解によってガス化すると共に、不燃物を回収する流動層式のガス化炉において、不燃物及び粒状物質からなる排出物を抜き出すための複数の排出シュートの直下にそれぞれ排出手段を配置することにより排出シュート内での棚吊りによる排出物の詰まりを防止したことを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガス化炉において、排出手段がスクリューコンベアであることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するため請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のガス化炉において、スクリューコンベアは、抜出シュートの位置にかかわらずその直下に位置して排出物を受け入れ可能に形成された開口部を備え、それによっていずれの抜出シュートに対しても取り付け可能に互換性を有して形成されてなることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、請求項２又は３に記載のガス化炉において、スクリューコンベアの回転速度は調整可能とされ、それによって排出物の排出量を調整可能とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るガス化炉によれば、不燃物及び粒状物質からなる排出物を抜き出すための複数の排出シュートの直下にそれぞれ排出手段を配置することとしたので不燃物及び粒状物質からなる排出物が鉛直的に排出手段内にストレートに落下することから排出シュート内での棚吊りによって排出物の落下が妨げられることがないという効果がある。従って、従来のようにガス化炉の操業を一旦停止して棚吊り対応をすることがなく連続的な操業を確保することができるという効果がある。
また、排出手段をスクリューコンベアとしたので排出物の排出量の調整が容易であり、また、各排出シュートに取り付けるスクリューコンベアに互換性を持たせたので排出シュートがどの位置にあっても同じスクリューコンベアを取り付けることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るガス化炉について好ましい一実施形態に基いて説明する。図５は、本発明に係るガス化炉の断面図である。
【００２２】
図示されたガス化炉１０は、流動層式ガス化炉であり、概略として、来の流動層式ガス化炉１４と同様の構成を備えている。尚、従来と同じ構成部分については同一の符号を付すこととする。まず、ガス化炉１０は、炉底部１６に設けた空気吹出孔１７と、炉底部１６の上方に位置する廃棄物１８の投入口１９及び熱媒体となる粒状物質である砂２０の投入口２１と、さらに、炉底部１６から下方に延びる排出シュート１５ａ、１５ｂを備えている。投入口２１から投入された砂２０は空気吹出し孔１７から吹出す空気によって吹き上げられて対流し、流動床２４が形成されるようになっている。炉頂からは、熱分解ガスＥやチャー、ダスト等が排出され、図示しない溶融炉に搬送されるようになっている。
【００２３】
また、ガス化炉１０は、砂２０と産業廃棄物の不燃物とからなる排出物３０を炉外に排出するための排出シュート１５ａ、１５ｂを備えている。排出シュート１５ａ、１５ｂは、従来のように、もともと４本あった４本の排出シュート１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５のうち対向する位置にある２本の排出シュート１５ｃ、１５ｄを塞ぎ、２本の排出シュート１５ａ、１５ｂを使用することとしている。尚、排出シュート１５ａ、１５ｂは、それぞれ上部の蒸気投入口２２と、下部の蒸気投入口２３を備えている。さらに、ガス化炉１０は、流動床２４付近に温度計２５、排出シュート１５ａ、１５ｂの上部に温度計２６、排出シュート１５ａ、１５ｂの下部に温度計２７が取り付けられている。
【００２４】
一方、排出シュート１５ａの直下には排出手段であるスクリューコンベア２８ａが、排出シュート１５ｂの直下には排出手段であるスクリューコンベア２８ｂがそれぞれ配置されている。従来は排出物３０を排出するための排出コンベア２８は１本しか配置されておらず、しかも排出コンベア２８は排出シュート１５ａ、１５ｂの直下に配置されていなかったため排出シュート１５ａ及び排出シュート１５ｂを流通する排出物３０をそれぞれホッパによって集めて排出コンベア２８に導入する必要があった。そのため、棚吊り現象が発生してしまうものと考えられる。そこで、各排出シュート１５ａ、１５ｂのそれぞれの直下にスクリューコンベア２８ａ、２８ｂを配置することとした。これにより排出シュート１５ａ、１５ｂ内を流通する排出物３０はストレートにスクリューコンベア２８ａ、２８ｂ内に落下し導入されることになるので、その結果、従来のような棚吊による排出物３０の停滞が発生することを防止することが可能となる。
【００２５】
ここで、図６に示すように、スクリューコンベア２８ａ、２８ｂは、それぞれ排出シュート１５ａ、１５ｂを流通する排出物３０が導入される開口部２９ａ、２９ｂが長手方向に形成されている。排出シュート１５ａ、１５ｂの位置によって長短のコンベアを取り付けることも可能であるが、スクリューコンベア２８ａ、２８ｂに長い開口部２９ａ、２９ｂを設けることで排出シュート１５ａ、１５ｂの位置にかかわらずその直下に配置させることが可能となり、その結果、クリューコンベア２８ａ、２８ｂは、どの抜出シュート１５ａ、１５ｂに対しても取り付けることが可能な互換性を持たせることができる。尚、クリューコンベア２８ａ、２８ｂの内部には回転可能な図示しないスクリューが内設されており、図示しないスクリューの回速度を制御することにより排出物３０の排出速度を調整することができるようになっている。
【００２６】
次に、以上のように形成されたガス化炉１０の動作について説明する。
まず、従来と同様に、自動車、家庭電化製品等をシュレッダーで処理したシュレッダーダストである産業廃棄物Ａ２等と銅滓Ａ１等を供給コンベア３によりに供給フィーダー４に投入し、供給フィーダー４から一定量を流動層式のガス化炉１０に投入する（図１参照）。廃棄物１８のガス化炉１０への投入は、図５に示すように、廃棄物投入口１９から行い、同時に熱媒体である砂２０を投入口２１からガス化炉１０内に投入する。そして、炉底部１６に設けた空気吹出孔１７から空気を吹出すことによって流動床２４が形成され、廃棄物１８中の廃プラスチック等がガス化し熱分解ガスＥとしてチャー、ダストと共に溶融炉に移送される。
【００２７】
一方、砂２０と廃棄物１８の不燃物とからなる排出物３０は排出シュート１５ａ、１５ｂを通ってそれぞれの直下に配置されたスクリューコンベア２８ａ、２８ｂに導入される。このときスクリューコンベア２８ａ、２８ｂがそれぞれ排出シュート１５ａ、２５ｂの直下に位置しているので排出物３０がストレートにクリューコンベア２８ａ、２８ｂ内に導入される。そのため、従来のような棚吊による排出物３０の停滞が発生することが防止される。排出された排出物３０は、図示しない砂分球機によって廃棄物１８の不燃物と分別され、再度ガス化炉１０内に投入され、以下これが繰り返される。
【００２８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】流動層式のガス化炉を含む溶融処理施設の概略構成図である。
【図２】従来の流動層式のガス化炉の縦断面図である。
【図３】図２に示す流動層式のガス化炉の排出シュートにおける横断面図である。
【図４】排出シュートと排出コンベアとの従来の関係を示す横断面図である。
【図５】本発明に係る流動層式のガス化炉の一実施形態における縦断面図である。
【図６】図５に示すガス化炉の排出シュートと排出コンベアとの関係を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０      ガス化炉
１２、２４      流動床
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ      排出シュート
１６      炉底部
１７      空気吹出し孔
１８      廃棄物
１９      廃棄物投入口
２０      砂
２１      砂投入口
２８ａ、２８ｂ      スクリューコンベア
２９ａ、２９ｂ      開口部
３０      排出物
【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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