(57)【要約】【課題】廃棄物の発熱量を安定化させ、流動床式焼却炉の低空気比による完全燃焼を維持して、簡易な排ガス処理設備で廃棄物の安全な処理を実施可能にする。【解決手段】廃棄物を破砕後、熱分解キルン２へ投入し、無酸素状態下で間接的にゆっくりと加熱することで、熱分解ガス４と熱分解固形物５という発熱量が均質化された材料に分解する。生成した熱分解ガス４と熱分解固形物５を後段の流動床式焼却炉６に送給し、低空気比による完全燃焼をさせる。不燃性固形物８は炉底から抜き出し、鉄１１、アルミ１３、その他の不燃物１２に分別して回収する。ごみの種類によってカロリーが大きく異なる廃棄物を、熱分解によって安定したカロリーの熱分解固形物や熱分解ガスにして流動床式焼却炉に送給するので、低空気比による完全燃焼が実現できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を任意の大きさに破砕した後、ロータリーキルン型の熱分解炉へ投入し、無酸素状態下で間接的に加熱することにより、熱分解ガスと熱分解固形物とに分解し、該熱分解固形物を後段の流動床式焼却炉に送給して燃焼させることを特徴とする廃棄物用流動床式焼却炉の安定燃焼方法。
【請求項２】
請求項１に記載の安定燃焼方法において、前記熱分解固形物を前記流動床式焼却炉の一次燃焼部へ送給するとともに、前記熱分解ガスを該流動床式焼却炉の二次燃焼部へ送給することを特徴とする廃棄物用流動床式焼却炉の安定燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉の安定燃焼方法に係り、特に、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を燃焼する流動床式焼却炉の安定燃焼技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物の効率的な燃焼を行なうために、廃棄物を流動床式焼却炉に投入し、流動媒体（例えば砂）とともに流動空気によって流動させて燃焼する方法が知られている。流動床式焼却炉は燃焼速度が速いという特長があり、しかも不燃性の固形物を流動媒体と共に分別できるという良さがある（例えば、特開平１０−１６９９４６号公報参照）。
【０００３】
一方、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解固形物を生成し、熱分解ガスは熱源として利用し、熱分解固形物は燃焼溶融してスラグ化することにより、大量の廃棄物を減容し、安定化させて建材などに利用するガス化溶融技術がある。しかし、ガス化溶融炉は流動床式焼却炉に比較して処理時間が長くかかるだけでなく、規模も大きくなりごみ処理コストもはるかに高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の焼却施設においては、流動床式焼却炉へ廃棄物を直接投入しているため、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物の発熱量の変動を受けやすく、いかに完全燃焼させるかが大きな課題であった。すなわち、これらの廃棄物は、いわゆる生ごみや、廃プラスチック、電子機器類、化成品等、嵩や発熱量などの性状は千差万別であり、これらが混在した状態で投入される。
【０００５】
これに対して流動床式焼却炉は燃焼速度が速く、発熱量の瞬時による変動に対して完全な対応ができず、例えば、高カロリーのごみの後に低カロリーのごみが投入されると、不完全燃焼などの結果としてダイオキシン類等の発生が懸念され、その対策として専用の除去装置などが別途必要であった。
【０００６】
本発明の課題は、流動床式焼却炉に送給される廃棄物の発熱量の変動を抑制し、低空気比による安定した完全燃焼状態を維持して、廃棄物の安全で迅速な燃焼処理を実施することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、廃棄物を任意の大きさに破砕した後、ロータリーキルン型の熱分解炉（熱分解キルンともいう）へ投入し、無酸素状態下で間接的に加熱することにより、熱分解ガスと熱分解固形物とに分解し、該熱分解固形物を後段の流動床式焼却炉に送給して燃焼させることを特徴とする廃棄物用流動床式焼却炉の安定燃焼方法によって解決される。
【０００８】
本発明によれば、廃棄物を熱分解キルンでゆっくりと熱分解することにより、発熱量の異なる種々の廃棄物は、熱分解ガスと熱分解固形物というカロリーの均質化した燃料に改質される。これらの発熱量の変動が少ない安定した燃料が送給されるため、後段の流動床式焼却炉では、低空気比による安定した完全燃焼状態の維持が可能になる。
【０００９】
また、カロリー変動の少ない熱分解固形物を流動床式焼却炉の一次燃焼部へ送給することにより、一次燃焼を完全燃焼にすることが可能であるが、同様にカロリー変動の少ない燃料に改質された熱分解ガスを二次燃焼部へ送給することによって、二次燃焼部で完全燃焼を実現できるので、燃焼排ガスに有害物質などを含まないクリーンな燃焼排ガスを放出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の概要は、廃棄物を流動床式焼却炉で安定燃焼させるために、流動床式焼却炉の前段に熱分解キルンを配置し、熱分解キルンで廃棄物を低酸素雰囲気で間接的にゆっくりと加熱することで、熱分解ガスと熱分解固形物という発熱量の均質化した材料に分解し、これを後段の流動床式焼却炉に送給するようにしたものである。
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図１を参照して説明する。廃棄物を破砕機１で任意の大きさ（例えば、５０〜１５０ｍｍ）に破砕した後、熱分解キルン２へ投入する。
【００１２】
熱分解キルン２（ロータリーキルン式熱分解炉ともいう）は、例えば、直径２ｍ、長さ１５ｍの横型回転式で、加熱装置３で加熱した高温空気（例えば４５０〜６００℃）によって、内部に投入された廃棄物を間接加熱する。
【００１３】
一例として、熱分解キルン２内の廃棄物の滞留時間約６０〜９０分、酸素濃度１％未満の無酸素雰囲気で、通常約４５０℃で間接加熱して、廃棄物をゆっくりと熱分解すると、廃棄物中の水分が蒸発した水蒸気を含む熱分解ガス４と熱分解固形物５とが生成する。
【００１４】
この熱分解固形物の組成は廃棄物の種類により種々異なるが、日本国内では、本発明者らの知見によれば、
大部分が比較的細粒の可燃分　　　　　　１０〜６０％
比較的細粒の灰分　　　　　　　　　　　　５〜４０％
粗粒金属成分　　　　　　　　　　　　　　７〜５０％
粗粒瓦礫、陶器、コンクリート等　　　　１０〜６０％
より構成されていることが判明している。
【００１５】
これらの熱分解固形物５は、熱分解キルンでゆっくりといわゆる蒸し焼きにすることによって、種々雑多な廃棄物の発熱量が均等化し、カロリーの安定した熱分解固形物となる。
【００１６】
この熱分解固形物５と熱分解ガス４とを、流動床式焼却炉６へ送給する。流動床式焼却炉６では、熱分解固形物５を流動媒体である砂とともに流動用空気７によって炉内で躍るように流動させることにより、流動部の燃焼温度を一定に維持したり、不燃物を砂と共に下方へ搬出したりする。流動用空気７は一次燃焼させるための一次空気でもある。
【００１７】
通常の流動床式焼却炉では、投入された被燃焼物は流動部である一次燃焼部で、例えば６００〜７００℃に加熱された流動砂（流動媒体）によって短時間のうちに乾燥して燃焼し、一次燃焼部による不完全燃焼は、流動部上方に二次空気を供給し、例えば８５０〜９５０℃で完全燃焼させるようになっている。
【００１８】
しかし、被燃焼物が発熱量の変動が激しいごみなどの廃棄物の場合は、一次燃焼部で発生した不完全燃焼が、二次燃焼部においても完全燃焼しきれないまま、結果として排ガス中に有害物質が残されるという懸念がある。
【００１９】
本実施形態によれば、流動床式焼却炉６の一次燃焼部６ａに送給される廃棄物が、従来とは相違して、熱分解キルン２で熱分解された熱分解固形物５である。この熱分解固形物５は、発熱量の異なるごみが間接加熱により熱分解して混ざり合い、変動の少ない安定した発熱量になっているので、従来生じていたカロリーの変動にともなう不完全燃焼を防止できる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、熱分解キルン２で廃棄物を熱分解して生成した熱分解ガス４を流動床式焼却炉６の二次燃焼部６ｂへ送給するようにした。熱分解固形物５と同様に、変動の少ない安定した発熱量の燃料になっているので、従来生じていたカロリー変動にともなう不完全燃焼を防止できる。
【００２１】
流動床式焼却炉６から流動砂と共に排出された不燃性固形物８は、分別設備９で流動砂１０と、鉄１１などの磁性金属、ガレキなどの不燃物１２、アルミニウム１３などとに分別され、それぞれ有価物として回収されたり、あるいは有効利用される。分別設備９から取出した流動砂１０は循環路１４により再び流動床式焼却炉６へ戻す。
【００２２】
また、流動床式焼却炉６から排出される高温の燃焼排ガス１５は、熱源として有効であり、さらに、燃焼排ガス１５中に含まれる飛灰はセメントの原料として好適に利用される。
【００２３】
上述のとおり、本発明の実施形態によれば、廃棄物の発熱量の瞬間的な変動は、熱分解キルンでのゆっくりとした熱分解によって吸収され、廃棄物は熱分解ガスと熱分解固形物というカロリーの均質化した燃料に改質される。これらの発熱量の変動が少ない安定した燃料が送給されるため、後段の流動床式焼却炉では、低空気比による安定した完全燃焼状態の維持が可能になる。
【００２４】
昨今、ガス化溶融施設については、まず、廃棄物を熱分解することによって、安定した燃焼溶融が可能となっているが、本発明により、熱分解固形物の溶融スラグ化が必要でない施設においても、低空気比による完全燃焼が可能となった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、廃棄物の発熱量の変動を熱分解によって安定化させ、カロリーの変動の少ない廃棄物熱分解固形物を後段の流動床式焼却炉に送給できるので、流動床式焼却炉では低空気比による安定した完全燃焼状態を維持でき、簡易な排ガス処理設備で廃棄物の安全な処理を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１　破砕機
２　熱分解キルン
３　加熱装置
４　熱分解ガス
５　熱分解固形物
６　流動床式焼却炉
６ａ　一次燃焼部
６ｂ　二次燃焼部
７　流動用空気
８　不燃性固形物
９　分別設備
１０　流動砂
１１　鉄
１２　不燃物
１３　アルミニウム
１４　循環路
１５　燃焼排ガス１５
【図１】
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