(57)【要約】【課題】発熱量が低い可燃性廃棄物であっても助燃料を必要とせず灰分が溶融でき、且つ灰分溶融後の燃焼ガスから熱回収する場合でも熱回収装置の伝熱面への灰付着を抑制し、伝熱面の余裕率を最小限にすると共に、水噴霧式のガス冷却設備等の設備を不要にすることができる熱回収方法、可燃物の処理方法、熱回収装置及び可燃物の処理装置を提供すること。【解決手段】供給される可燃物をガス化して粒子を含む第１のガスＧ２と第２のガスＧ１を生成させる流動床ガス化炉１と、第１のガスＧ２を導入して受熱流体との間で熱交換して熱を回収する熱回収装置（ボイラ３）と、第２のガスＧ１を導入して灰分を溶融する溶融炉２を備えた可燃物の処理装置において、溶融炉２から排出されるガスＧ３を、該溶融炉２で更に発生した微粒子の輸送ガスとして、該粒子とともに熱回収装置（ボイラ３）に導入するガス導入手段を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスから熱を回収し、次いで熱を回収した第１のガスに粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスを混合して熱を回収することを特徴とする熱回収方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱回収方法において、
前記第１のガスは、可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成した粒子を伴ったガスからなり、
前記第２のガスは、前記流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して灰分を溶融して得た粒子を伴ったガスからなることを特徴とする熱回収方法。
【請求項３】
請求項２に記載の熱回収方法において、
前記流動層炉にて、可燃物を熱分解してチャーとガスを得た後に、該チャーを該炉内で燃焼させることを特徴とする熱回収方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱回収方法において、
前記チャーを燃焼室にて燃焼させ、該燃焼室から流動媒体を可燃物を熱分解する熱分解室に流入させることを特徴とする熱回収方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の熱回収方法において、
前記第１のガスと前記第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする熱回収方法。
【請求項６】
流動床ガス化炉において粒子を含む第１のガスと第２のガスを生成させ、
前記流動床ガス化炉からの第１のガスを熱回収装置に導入し、該導入されたガスと受熱流体との間で熱交換を行って熱回収し、
前記流動床ガス化炉からの第２のガスを溶融炉に導入して溶融炉内に粒子中の灰分を溶融し、
前記溶融炉から排出されるガスを前記熱回収装置に導入することを特徴とする可燃物の処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の可燃物の処理方法において、
前記流動床ガス化炉からの第１のガスを前記熱回収装置に導入し、該導入されたガスから熱を回収し、
次いで前記熱を回収されたガスに、前記溶融炉から排出されるガスを混合して熱を回収することを特徴とする可燃物の処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の可燃物の処理方法において、
前記第１のガス及び第２のガスを熱回収装置で熱回収し、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする可燃物の処理方法。
【請求項９】
粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスを導入する第１の導入口、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスを導入する第２の導入口を備え、熱を回収した後のガスを排出するための排出口を備え、該第１及び第２の導入口から導入されたガスと受熱流体との間で熱交換して熱を回収するための熱回収装置において、
前記熱回収装置は受熱流体と導入されたガスとの間で熱交換するための伝熱面を備えるとともに、
前記第１の導入口から導入されたガスの流れ側に対して下流に、前記第２の導入口を設けたことを特徴とする熱回収装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱回収装置において、
前記第１のガスは、可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成されたガスであり、
前記第２のガスは、前記流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して該ガス中に含まれる灰分を溶融して得られたガスであることを特徴とする熱回収装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱回収装置において、
前記第１のガスと前記第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする熱回収装置。
【請求項１２】
可燃物を供給する可燃物供給手段から供給された可燃物をガス化して粒子を含む第１のガスと第２のガスを生成させる流動床ガス化炉と、
前記流動床ガス化炉にて発生した第１のガスを導入して受熱流体との間で熱交換して熱を回収する熱回収装置と、
前記流動床ガス化炉にて発生した第２のガスを導入して灰分を溶融する溶融炉を備えた可燃物の処理装置において、
前記溶融炉から排出されるガスを、該溶融炉で更に発生した粒子の輸送ガスとして、該粒子とともに前記熱回収装置に導入するガス導入手段を備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の可燃物の処理装置において、
前記第１のガスを熱回収装置に導入して熱を回収する手段と、該熱の回収されたガスに前記溶融炉から排出されるガスを混合して更に熱を回収する手段を少なくとも備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の可燃物の処理装置において、
前記流動床ガス化炉は、可燃物を熱分解して前記第２のガスを発生する熱分解室と、チャーを燃焼させる前記第１のガスを発生する燃焼室と、該燃焼室からの流動媒体を該熱分解室に移動させるための手段を備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の可燃物の処理装置において、
前記熱分解室からの第２のガスを前記溶融炉に導入する手段と、前記燃焼室からの第１のガスを前記熱回収装置に導入するための手段を備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の可燃物の処理装置において、
前記熱回収装置は廃熱ボイラであることを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の可燃物の処理装置において、
前記第１のガスと前記第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする可燃物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は都市ゴミ、廃プラスチック、シュレッダダスト、建設廃棄物、廃タイヤ等の可燃性廃棄物を処理するのに際して、発生する熱を利用して灰を溶融させ、且つ効果的に熱回収することが可能な熱回収方法、可燃物の処理方法、熱回収装置及び可燃物の処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年都市ゴミ等の廃棄物焼却処理方法としてガス化溶融方式が注目されている。このガス化溶融方式とは廃棄物を５００℃程度で部分燃焼させて熱分解ガスを得て、この熱分解ガスを溶融炉で高温燃焼させてガス中に含まれている灰分を溶融させる方式である。この方式で得られる熱分解ガスは廃棄物の部分燃焼によって得られたものであり、燃焼ガスが混入しており発熱量が低い。従って、溶融炉で灰を溶融させる十分な温度、即ち約１２００℃程度の温度を得ようとすると、投入される廃棄物が７〜８ＭＪ／ｋｇ程度の発熱量を有していることが必要である。
【０００３】
しかしながら廃棄物、特に都市ゴミは発熱量の変動が大きく、発熱量が不足している場合は助燃料を供給したり、燃焼用酸素供給源として空気でなく酸素を用いたりせざるを得ないのが実情である。そのためランニングコストが増加したり、酸素発生装置を設置することによってイニシャルコストが増加したりすることが問題となっている。
【０００４】
また、溶融炉に流入する熱分解ガス中に含まれる灰分は、シリカ、アルミナ、カルシア系のものに加え、低融点金属や低沸点の金属塩等が含まれているが、溶融炉において溶融する成分はシリカ、アルミナ、カルシア系のものが主体であり、低沸点の金属塩等は燃焼ガスに伴い溶融炉から下流側に流出する。
【０００５】
また、溶融炉においては、内部にガスの旋回流を形成させると共に、多くの場合ガス流を急反転させる等の手段によって、ガス中の灰分を慣性力によって溶融炉壁面に衝突させてスラグ流を形成させ、被溶融物に含まれる灰分の溶融率を高めようとする構造が採用されている。従って、粒径の大きな粒子はスラグ流に捕捉されるため、溶融炉から下流に流出する排ガス中の灰分の粒径は結果として１０ミクロン以下のものが多くなる。
【０００６】
上記のように溶融炉の下流に流出するガス中の灰分は塩類濃度が高く粒径が非常に小さいのが特徴で、このことから様々な問題を引き起こしている。溶融直後の１２００℃以上の高温域から４００℃程度の温度域までそれぞれの温度で溶融した微小粒子が熱回収のために設けられた機器の伝熱面に付着して伝熱面の伝熱係数を極端に低下させてしまうのである。
【０００７】
伝熱係数が低下するとガス温度を下げることができなくなるなど熱回収機器の機能は低下するので、熱回収工程出口でのガス温度が上昇し、熱回収工程の下流に設けられたバグフィルタ等の集塵工程の許容温度を超えてしまう恐れがある。特にバグフィルタのろ布は熱に弱いため、集塵工程入口部での温度は許容温度以下にする必要がある。このため水噴霧方式のガス冷却工程を予め設けておいたり、熱回収機器の伝熱面において伝熱面積に十分な余裕を持たせ熱回収機器の機能を十分に維持し、集塵工程入口部でのガス温度が許容温度より高くなることを抑えなければならない。このことは設備増加によるコスト高の原因となる。
【０００８】
図１は従来のガス化溶融方式を採用する可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である（特許文献１参照）。可燃性廃棄物処理装置は、ガス化炉１０１、溶融炉１０２、ボイラ１０３、エコノマイザ又は空気予熱器１０４、ガス冷却塔１０５、バグフィルタ１０６、誘引ブロワー１０７、触媒脱硝塔１０８及び煙突１０９を具備する。可燃性廃棄物はガス化炉１０１へ供給され、部分燃焼されると共に熱分解し、熱分解ガス、タール、チャー、飛灰等を発生させる。このタール、チャー、飛灰等を含む熱分解ガスは全量溶融炉１０２へ供給される。
【０００９】
溶融炉１０２で熱分解ガスは１２００℃以上の高温で燃焼され、灰分が溶融され溶融スラグとして炉外に排出されると共に、該溶融炉から出た高温燃焼ガスはボイラ１０３に導かれる。燃焼ガスはボイラ１０３で４５０℃程度にまで冷却され、更にエコノマイザ又は空気予熱器１０４で２００℃程度にまで冷却される。
【００１０】
溶融炉１０２を出た高温燃焼ガス中に含まれる灰分はその粒径が小さく、且つ比較的融点の低い金属塩類の割合が高いので付着性が高く、ボイラ１０３、エコノマイザ又は空気予熱器１０４の伝熱面に付着しやすい。そのため、運転を継続しているうちに次第にボイラ１０３、エコノマイザ又は空気予熱器１０４の伝熱面に付着して熱伝達係数を低下させるので、運転当初は十分に冷却されていた燃焼ガスが運転時間の経過と共に、次第に冷却されにくくなり、バグフィルタ１０６の入口温度が上昇してくる。
【００１１】
一般的にバグフィルタの耐熱温度は２２０℃程度なので、それを超える温度にならないように、ガス冷却塔１０５で燃焼ガス中に水を噴霧して冷却せざるを得ない。しかしながら、このようにして運転を継続しても伝熱面への灰付着の進行は止らず、空気予熱器入口の燃焼ガス温度は徐々に上昇し、付着が更に激しくなる。そして４５０℃を超える温度域においては、灰は半溶融状態となっており、付着を例えば機械的に掻き落としたり、払い落としたりすることが難しく、温度を下げないで灰付着の進行を止めることが困難である。即ち、一旦伝熱面の機能が低下してしまうと、その状態のままで灰付着の進行を抑制することは困難である。
【００１２】
従って、従来の可燃性廃棄物処理装置では、熱回収工程であるボイラ１０３やエコノマイザ又は空気予熱器１０４の伝熱面積に十分な安全率を持っておき、且つ伝熱面に付着した灰を強制的に掻き落とす手段を設ける以外に安定した運転を継続させることができなかった。しかしながら伝熱面に付着した灰を強制的に掻き落すことによって伝熱面の表面温度が大きく変化し、せっかく形成された保護皮膜が熱衝撃によって剥れ、伝熱面の腐食摩耗を促進させる恐れもある。
【００１３】
また、灰の溶融率を高めるためにバグフィルタ１０６で捕集した灰を溶融炉１０２へ戻す戻し灰を行おうとすると、溶融炉において溶融スラグ化されずそのまま排ガスへと移行してしまう大量の低融点物質、金属塩類が熱交換器部分を含む循環経路内を大量に循環し、熱交換器の伝熱面への灰付着を加速度的に促進してしまう恐れがあるため、戻し灰率を高めることができず、スラグ化率を一定限度以下にしか高められない等の問題があった。
【００１４】
一方、近年、灰の溶融に助燃料を使用しないための方法として、部分燃焼方式の熱分解ガスを全量溶融炉に導くのではなく、できるだけ熱分解ガスの発熱量を高めて溶融炉の温度を維持しやすくするために熱分解炉の方式をできるだけ酸素を使わないで乾留方式に近づけたものを適用する方法が提案されている。図２は本願発明者等が提案した可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である（特許文献２参照）。
【００１５】
図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。本可燃性廃棄物処理装置も従来例と同様、ガス化炉と溶融炉を持った構成であるが、ガス化炉は熱分解室１１０−１と燃焼室１１０−２に分れた統合型の流動層ガス化炉１１０が採用されている。可燃性廃棄物は主に流動層ガス化炉１１０の熱分解室１１０−１側に供給され、そこで熱分解ガス、タール、チャー、飛灰等を発生させる。これらのうち流動層内に留まらない物は全て溶融炉１０２に供給され、そこで１２００℃以上の高温で燃焼され、灰は溶融される。
【００１６】
一方流動層内に留まった熱分解残渣は流動媒体と共に燃焼室１１０−２に流入する。燃焼室１１０−２の流動層は５５０℃〜７００℃程度、更に流動層上部のフリーボード部は８５０℃〜９５０℃に維持されるよう流動空気、二次空気が供給されており、全体の空気比は１以上に保たれ完全燃焼される。該燃焼室１１０−２には熱分解室１１０−１を経由して流入する熱分解残渣を燃焼させるだけの場合もあるが、廃棄物の熱分解特性、燃焼特性に応じて直接廃棄物を供給してもよい。
【００１７】
燃焼室１１０−２から出た燃焼ガスは８５０℃〜９５０℃の温度でサイクロン等の集塵装置１１２に導入され、脱塵された後ボイラ１０３に導入される。集塵装置１１２で捕集された灰分粒子は溶融炉１０２に導かれ、溶融される。
【００１８】
上記構成の可燃性廃棄物処理装置は、低発熱量の廃棄物であっても助燃料を使うことなく灰を溶融できるという優れた利点を有しているが、ボイラ１０３に流入するガス中に含まれる粒子が熱分解室１１０−１側は溶融炉１０２、燃焼室１１０−２側はサイクロン等の集塵装置１１２で捕集されているため、非常に細かい（粒径の小さい）粒子となっており、上記のようにボイラ１０３やエコノマイザ又は空気予熱器１０４の伝熱面への付着防止という観点から好ましいものではない。
【００１９】
【特許文献１】特許第３１５３０９１号公報
【特許文献２】特願２００１−２７１４９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、発熱量が６〜７ＭＪ／ｋｇと低い可燃性廃棄物であっても助燃料を必要とせず灰分が溶融でき、且つ灰分溶融後の燃焼ガスから熱回収する場合でも熱回収装置（ボイラやエコノマイザ又は空気予熱器）の伝熱面への灰付着を抑制し、伝熱面の余裕率を最小限にすると共に、水噴霧式のガス冷却設備等の設備を不要にすることができる熱回収方法、可燃物の処理方法、熱回収装置及び可燃物の処理装置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】
【００２１】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスから熱を回収し、次いで熱を回収した第１のガスに粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスを混合して熱を回収することを特徴とする熱回収方法にある。
【００２２】
上記のように粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスから熱を回収し、次いで粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスを混合するので、第１のガス中の粒径の大きい粒子が伝熱面に衝突した際の該伝熱面を研磨する研磨機能により、粒子の付着、特に第２のガス中の伝熱面に付着し易い粒径の小さな粒子の伝熱面への付着を防止することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱回収方法において、第１のガスは、可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成した粒子を伴ったガスからなり、第２のガスは、流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して灰分を溶融して得た粒子を伴ったガスからなることを特徴とする。
【００２４】
可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成したガスは粒径の大きな粒子を多く伴ったガスであり、流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して灰分を溶融して得たガスは粒径の小さな粒子を伴ったガスであるから、流動層炉にて生成したガスを第１のガス、溶融炉で得られたガスを第２のガスとすることにより、請求項１に記載の発明と同様の作用が得られる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の熱回収方法において、流動層炉にて、可燃物を熱分解してチャーとガスを得た後に、該チャーを該炉内で燃焼させることを特徴とする。このように構成することで、可燃物から微細な粒子と可燃性ガスを効率的且つ、ガスの組成変動を少なくした態様にて生成させることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の熱回収方法において、チャーを燃焼室にて燃焼させ、該燃焼室から流動媒体を可燃物を熱分解する熱分解室に流入させることを特徴とする。このように構成することで、燃焼室にてチャーを燃焼させて発生した熱を流動媒体に移行させ、この熱を熱分解室における可燃物の熱分解反応に有効に利用することができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の熱回収方法において、第１のガスと第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする。なお、冷却後のガス温度は４５０℃以下であるが、好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下、最も好ましくは２５０℃以下である。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、流動床ガス化炉において粒子を含む第１のガスと第２のガスを生成させ、流動床ガス化炉からの第１のガスを熱回収装置に導入し、該導入されたガスと受熱流体との間で熱交換を行って熱回収し、流動床ガス化炉からの第２のガスを溶融炉に導入して該溶融炉内に粒子中の灰分を溶融し、溶融炉から排出されるガスを熱回収装置に導入することを特徴とする可燃物の処理方法にある。
【００２９】
上記のように流動床ガス化炉からの第１のガスを熱回収装置に導入して熱回収し、流動床ガス化炉からの第２のガスを溶融炉に導入し、該溶融炉から排出されるガスを熱回収装置に導入するので、この第１のガスには粒径の大きな粒子を多く伴ったガスであるから、該粒子が伝熱面に衝突した際の研磨機能により、粒子の伝熱面への付着を防止することができる。なお、第１のガスと熱交換する熱回収装置と第２のガスと熱交換する熱回収装置とは、同一であってもよいし、別の装置として構成しても良い。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の可燃物の処理方法において、流動床ガス化炉からの第１のガスを熱回収装置に導入し、該導入されたガスから熱を回収し、次いで熱を回収されたガスに、溶融炉から排出されるガスを混合して熱を回収することを特徴とする。
【００３１】
上記のように流動床ガス化炉からの粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスを熱回収装置に導入して熱を回収し、次いでこの熱を回収されたガスに、溶融炉から排出される粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスを混合して熱を回収することにより、第１のガス中の粒径の大きな粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により、粒子の伝熱面への付着を防止することができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の可燃物の処理方法において、第１のガス及び第２のガスを熱回収装置で熱回収し、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする。なお、冷却後のガス温度は４５０℃以下であるが、好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下、最も好ましくは２５０℃以下である。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスを導入する第１の導入口、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスを導入する第２の導入口を備え、熱を回収した後のガスを排出するための排出口を備え、該第１及び第２の導入口から導入されたガスと受熱流体との間で熱交換して熱を回収するための熱回収装置において、熱回収装置は受熱流体と導入されたガスとの間で熱交換するための伝熱面を備えるとともに、第１の導入口から導入されたガスの流れ側に対して下流に、第２の導入口を設けたことを特徴とする。
【００３４】
上記のように粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスを導入する第１の導入口の下流に、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスを導入する第２の導入口を設けたので、第１の導入口から導入された第１のガス中の粒径の大きい粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により、粒子の付着、特に第２の導入口から導入される付着し易い第２のガス中の粒径の小さな粒子の付着を防止することができる。また、第１の導入口を第２の導入口より上流側に設けることによって、粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスが冷却された後に、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスが混入される結果となり、伝熱面に付着し易い粒径の小さな粒子を含む高温ガスが存在する領域をできるだけ作らないことにもなる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の熱回収装置において、第１のガスは、可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成されたガスであり、第２のガスは、流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して該ガス中に含まれる灰分を溶融して得られたガスであることを特徴とする。
【００３６】
可燃物を流動層炉に供給して該流動層炉にて生成したガスは粒径の大きな粒子を多く伴ったガスであり、流動層炉にて生成したガスを溶融炉に導入して灰分を溶融して得たガスは粒径の小さな粒子を伴ったガスであるから、流動層炉にて生成したガスを第１のガス、溶融炉で得られたガスを第２のガスとしてそれぞれ第１の導入口、第２の導入口から熱回収装置に導入することにより、請求項７に記載の発明と同様の作用が得られる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の熱回収装置において、第１のガスと第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする。なお、冷却後のガス温度は４５０℃以下であるが、好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下、最も好ましくは２５０℃以下である。
【００３８】
請求項１２に記載の発明は、可燃物を供給する可燃物供給手段から供給された可燃物をガス化して粒子を含む第１のガスと第２のガスを生成させる流動床ガス化炉と、流動床ガス化炉にて発生した第１のガスを導入して受熱流体との間で熱交換して熱を回収する熱回収装置と、流動床ガス化炉にて発生した第２のガスを導入して灰分を溶融する溶融炉を備えた可燃物の処理装置において、溶融炉から排出されるガスを、該溶融炉で更に発生した粒子の輸送ガスとして、該粒子とともに熱回収装置に導入するガス導入手段を備えたことを特徴とする。
【００３９】
上記のように流動床ガス化炉にて発生した粒子を含む第１のガスを導入して熱を回収する熱回収装置に、流動床ガス化炉にて発生した第２のガスを溶融炉に導入し、該溶融炉から排出されるガスを導入するので、第１のガス中の粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により粒子の付着、特に付着し易い粒径の小さな粒子を含む溶融炉から排出されるガスの該粒子の付着を防止することができる。
【００４０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の可燃物の処理装置において、第１のガスを熱回収装置に導入して熱を回収する手段と、該熱を回収されたガスに溶融炉から排出されるガスを混合して更に熱を回収する手段を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００４１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は１３に記載の可燃物の処理装置において、流動床ガス化炉は、可燃物を熱分解して第２のガスを発生する熱分解室と、チャーを燃焼させる第１のガスを発生する燃焼室と、該燃焼室からの流動媒体を該熱分解室に移動させるための手段を備えたことを特徴とする。
【００４２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の可燃物の処理装置において、熱分解室からの第２のガスを溶融炉に導入する手段と、燃焼室からの第１のガスを熱回収装置に導入するための手段を備えたことを特徴とする。
【００４３】
請求項１６に記載の発明は、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の可燃物の処理装置において、熱回収装置は廃熱ボイラであることを特徴とする。
【００４４】
請求項１７に記載の発明は、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の可燃物の処理装置において、第１のガスと第２のガスを混合後、４５０℃以下に冷却した後、集塵装置により該混合ガス中の固形分を分離し、分離した固形分を前記溶融炉に導入し、溶融させることを特徴とする。なお、冷却後のガス温度は４５０℃以下であるが、好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下、最も好ましくは２５０℃以下である。
【００４５】
また、可燃性廃棄物処理方法を、可燃性廃棄物を３５０℃以上の温度で熱分解してチャーと熱分解ガスを得る熱分解工程と、熱分解工程から発生した未熱分解物、タール、チャーを５００℃以上の温度で燃焼させる燃焼工程と、熱分解工程で発生した熱分解ガスを１２００℃以上で燃焼させると共に熱分解ガスに同伴した灰分を溶融させる溶融燃焼工程と、燃焼工程から排出された燃焼ガスを４５０℃以下になるまで顕熱を回収する熱回収工程と、燃焼ガスに含まれる灰分を該熱回収工程の下流で捕集する集塵工程とを具備し、集塵工程で捕集した灰分を溶融燃焼工程に供給して溶融させるようにする。
【００４６】
可燃性廃棄物を焼却して出てくる燃焼ガスには灰分の粒子が含まれるが、この粒子の大きさは焼却物の物理的性状、燃焼反応に伴う化学変化、燃焼ガスの上昇等の様々な要因で決まる。一般的に都市ゴミを焼却して出てくる灰は焼却炉の形式によって違いがあるが、最大粒径は数１０ミクロンから１００ミクロン程度であり、溶融炉を通過した燃焼ガスに含まれる灰粒子は殆ど１０ミクロン以下である。
【００４７】
ガス化溶融炉が商用化される以前に数多くの都市ゴミの焼却設備として採用されていた流動層焼却炉は、信頼性の高い焼却技術で、溶融炉を有していないため灰粒子のシリカ、アルミナ、カルシア成分が多く、且つ燃焼ガスに同伴するダストの粒子径も比較的大きかったため、ボイラ、エコノマイザ、空気予熱器といった熱回収工程で使用される機器の伝熱面への灰付着は少なく、大きな問題になることはなかった。
【００４８】
また、このような可燃性廃棄物処理方法においては、燃焼工程から排出される燃焼ガスは溶融炉を経由しないので、この燃焼ガス中の灰粒子の形状は従来の流動層焼却炉から排出される燃焼ガス中の灰粒子の形状と同様であり、熱回収工程で熱回収を行っても熱回収設備の伝熱面へ付着してトラブルを招く恐れはない。
【００４９】
また、上記可燃性廃棄物処理方法において、熱分解工程と燃焼工程は共に流動層炉で実施され、熱分解工程における熱分解に必要な熱量は燃焼工程を実施する流動層炉の流動媒体の顕熱で賄われることを特徴とする。
【００５０】
上記のように熱分解工程における熱分解に必要な熱量は燃焼工程を実施する流動層炉の流動媒体の顕熱で賄われるので、助燃焼や燃焼用酸素供給源としての酸素発生装置等が必要でなく、ランニングコストやイニシャルコストが安価となる。
【００５１】
また、上記可燃性廃棄物処理方法において、熱分解工程を６５０℃以下、好ましくは６００℃以下、更に好ましくは５５０℃以下に維持し、燃焼工程の温度を９００℃以下、好ましくは８００℃以下、更に好ましくは７００℃以下に保つことを特徴とする。
【００５２】
上記のように、都市ゴミ等の可燃性廃棄物を変動少なく安定に熱分解ガス化するには、６５０℃以下の低い温度で行うのが好ましく、５５０℃以下で行うことにより、更に安定した熱分解ガス化が実施できる。また、熱分解工程においても都市ゴミ等の可燃性廃棄物を変動少なく安定に燃焼させるためには低温を維持することが好ましく、７００℃以下の低い温度で行うことが好ましい。また、９００℃以上の高温では特に分散ノズル等の金属部分の耐熱性等に問題がある。
【００５３】
また、可燃性廃棄物処理装置を、可燃性廃棄物を３５０℃以上の温度で熱分解してチャーと熱分解ガスを得る熱分解室と、該熱分解室から発生した未熱分解物、タール、チャーを５００℃以上の温度で燃焼させる燃焼室と、該熱分解室で発生した熱分解ガスを１２００℃以上で燃焼させると共に熱分解ガスに同伴した灰分を溶融させる溶融炉と、該燃焼室から排出された燃焼ガスを４５０℃以下になるまで顕熱を回収する熱回収装置と、該燃焼ガスに含まれる灰分を該熱回収装置の下流で捕集する集塵装置とを具備し、集塵装置で捕集した灰分を前記溶融炉に供給して溶融させるようにする。
【００５４】
上記のように、燃焼室から排出される燃焼ガスは溶融炉を経由しないので、この燃焼ガス中の灰粒子の形状は従来の流動層焼却炉から排出される燃焼ガス中の灰粒子の形状と同様であり、請求項１に記載の発明と同様、熱回収装置で熱回収を行っても伝熱面へ付着してトラブルを招く恐れはない。また、熱回収装置の下流で集塵装置で捕集した灰分を溶融炉に供給するので、例えば集塵装置にサイクロンを用いることにより微粒子になった低沸点物質や金属塩類を捕集されて循環することがなく、スラグ化率を向上させることができる。
【００５５】
また、上記可燃性廃棄物処理装置において、熱分解室と燃焼室が共に流動層炉で構成されたことを特徴とする。
【００５６】
上記のように熱分解室と燃焼室が共に流動層炉で構成することにより、熱分解室における可燃性廃棄物の安定した熱分解ガス化が可能になると共に、燃焼室は流動層焼却炉となり、ここからの燃焼ガスは従来の流動層焼却炉から排出される燃焼ガス中の灰粒子の形状と同様であり、熱回収工程で熱回収を行っても使用される機器の伝熱面へ付着してトラブルを招く恐れはない。
【００５７】
また、上記可燃性廃棄物処理装置において、熱分解室を構成する流動層炉と燃焼室を構成する流動層炉の流動媒体は循環していることを特徴とする。
【００５８】
上記のように熱分解室を構成する流動層炉と燃焼室を構成する流動層炉の流動媒体は循環しているので、熱分解室の流動層に留まった未熱分解物、タール、チャーは流動媒体と伴に燃焼室に移動し、該燃焼室でこの未熱分解物、タール、チャーは燃焼する。そしてこの燃焼により加熱された燃焼室の流動層の流動媒体を熱分解室に移動し、熱分解ガス化熱として利用される。
【００５９】
また、上記可燃性廃棄物処理装置において、熱分解室を構成する流動層炉の流動層の流動化ガスとして水蒸気、炭酸ガス、窒素ガス、燃焼排ガスを用いることを特徴とする。
【００６０】
上記のように熱分解室を構成する流動層炉の流動層の流動化ガスとして水蒸気、炭酸ガス、窒素ガスを用いることにより、熱分解室に供給された可燃性廃棄物の部分燃焼がなく、この燃焼による流動媒体の加熱がないから、燃焼室からの流動媒体の熱を効果的に吸収できる。また、熱分解室での可燃性廃棄物の部分燃焼がないことから、熱分解ガス中に燃焼ガスが含まれることなく、熱分解室から発熱量の高いガスが得られ、このガスが溶融炉に供給されることになり、溶融炉で助燃料を供給することなく、１２００℃以上の高温燃焼をさせることが可能となる。
【発明の効果】
【００６１】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００６２】
請求項１乃至５に記載の発明によれば、粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスから熱を回収し、次いで粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスを混合するので、第１のガス中の粒径の大きい粒子が伝熱面に衝突した際の該伝熱面を研磨する研磨機能により、粒子の付着、特に第２のガス中の伝熱面に付着し易い粒径の小さな粒子の伝熱面への付着を防止することができる熱回収方法を提供できる。
【００６３】
請求項６及び７に記載の発明によれば、流動床ガス化炉からの第１のガスを熱回収装置に導入して熱回収し、流動床ガス化炉からの第２のガスを溶融炉に導入し、該溶融炉から排出されるガスを熱回収装置に導入するので、この第１のガスは粒径の大きな粒子を多く伴ったガスであるから、該粒子が伝熱面に衝突した際の研磨機能により、粒子の伝熱面への付着を防止することができる可燃物の処理方法を提供できる。
【００６４】
また、請求項７に記載の発明によれば、流動床ガス化炉からの粒径の大きな粒子を多く伴った第１のガスを熱回収装置に導入して熱を回収し、次いでこの熱を回収されたガスに、溶融炉から排出される粒径の小さな粒子を多く伴った第２のガスとを混合して熱を回収することにより、第１のガス中の粒径の大きな粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により、更に粒子の伝熱面への付着を防止することができる可燃物の処理方法を提供できる。
【００６５】
請求項９及び１１に記載の発明によれば、粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスを導入する第１の導入口の下流に、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスを導入する第２の導入口を設けたので、第１の導入口から導入された第１のガス中の粒径の大きい粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により、粒子の付着、特に第２の導入口から導入される付着し易い第２のガス中の粒径の小さな粒子の付着を防止することができる熱回収装置を提供できる。また、第１の導入口を第２の導入口より上流側に設けることによって、粒径の大きい粒子を多く含む第１のガスが冷却された後に、粒径の小さな粒子を多く含む第２のガスが混入される結果となり、伝熱面に付着し易い粒径の小さな粒子を含む高温ガスが存在する領域をできるだけ作らないことにもなる。
【００６６】
請求項１２乃至１６に記載の発明によれば、流動床ガス化炉にて発生した微粒子を含む第１のガスを導入して熱を回収する熱回収装置に、流動床ガス化炉にて発生した第２のガスを溶融炉に導入し、該溶融炉から排出されるガスを導入するので、第１のガス中の粒子が伝熱面へ衝突する際の研磨機能により粒子の付着、特に付着し易い粒径の小さな微粒子を含む溶融炉から排出されるガスの該微粒子の付着を防止することができる可燃物の処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図３は本発明に係る可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。可燃性廃棄物処理装置は図示するように、ガス化炉１、溶融炉２、ボイラ３、エコノマイザ又は空気予熱器等の熱回収機器４、サイクロン等の集塵装置５、ガス冷却塔６、バグフィルタ７、誘引ブロワー８、触媒脱硝塔９及び煙突１０を具備する構成である。ガス化炉１には熱分解室１−１、燃焼室１−２に分れた統合型の流動層ガス化炉が採用されている。
【００６８】
可燃性廃棄物は主にガス化炉１の熱分解室１−１側に供給され、そこで熱分解され、熱分解ガス、タール、チャー、飛灰等を発生させる。これらのうち流動層内に留まらないタール、チャー、飛灰等を含む熱分解ガスＧ１は全て溶融炉２に供給され、該溶融炉２で１２００℃以上の高温で燃焼され、灰分は溶融され、溶融スラグとなって溶融炉２の外に排出される。
【００６９】
一方、ガス化炉１の熱分解室１−１の流動層内に留まった熱分解残渣は流動媒体と伴に燃焼室１−２に流入する。燃焼室１−２の流動層は５５０℃〜７００℃程度、更に流動層上部のフリーボード部は８５０℃〜９５０℃に維持されるように流動空気、二次空気が供給されており、全体の空気比は１以上に保たれ完全燃焼される。燃焼室１−２には熱分解室１−１を経由して流入する熱分解残渣を燃焼させるだけの場合もあるが、可燃性廃棄物の熱分解特性、燃焼特性に応じて直接可燃性廃棄物を供給してもよい。
【００７０】
ガス化炉１の燃焼室１−２から出た燃焼ガスＧ２は８５０℃〜９５０℃の温度でボイラ３に流入し、７００℃程度にまで冷却された後、上記溶融炉２から排出された高温の燃焼ガスＧ３と混合される。このときの混合位置で混合後のガス温度が１１００℃、好ましくは１０５０℃、更に好ましくは１０００℃を越えることのないようなポイントで混合される。
【００７１】
上記混合された燃焼ガスＧ４はボイラ３で４５０℃程度にまで冷却され、更にエコノマイザ又は空気予熱器等の熱回収機器４で２００℃程度にまで冷却され、サイクロン等の集塵装置５で脱塵される。集塵装置５で集塵された灰１１は溶融炉２に戻され、該溶融炉２で溶融される。エコノマイザ又は空気予熱器等の熱交換器は省略されても良く、その場合は４５０℃以下の温度で集塵される。集塵温度としては好ましいのは３５０℃以下であるが、更に好ましいのは３００℃以下、最も好ましいのは２５０℃以下である。３５０℃以下の条件が好ましいのは、集塵装置の材質として安価な炭素鋼を用いることができることと、腐食条件が大きく緩和されるからである。また３００℃以下、２５０℃以下と温度が下がるほど、低融点金属が固体状態で存在する確率が高くなるため、集塵器内での低融点金属類によるトラブルも軽減される。なお、本可燃性廃棄物処理装置では、脱塵後の燃焼ガスＧ４はガス冷却塔６を経てバグフィルタ７で最終脱塵されるようになっているが、本発明においては、このガス冷却塔６は省略できる場合が多い。
【００７２】
都市ゴミ、廃プラスチック、シュレッダダスト、建設廃棄物、廃タイヤ等の可燃性廃棄物を焼却して出てくる燃焼ガス中には灰分の粒子が含まれるが、この粒子の大きさは焼却物の物理的性状、燃焼反応に伴う化学変化、燃焼ガスの上昇等の様々な要因で決まる。一般的に都市ゴミを焼却して出てくる灰は焼却炉の形式によって違いがあるが、最大粒径は数１０ミクロンから１００ミクロン程度であるが、溶融炉２を通過した燃焼ガスに含まれる灰粒子は殆ど１０ミクロン以下である。
【００７３】
ガス化溶融炉が製品化される以前に数多くの都市ゴミの焼却設備として採用されていた流動層焼却炉は、信頼性の高い焼却技術で、溶融炉を有していないため排ガス処理工程に導入される排ガス中の灰粒子はその成分中にシリカ、アルミナ、カルシア成分が多く、且つ粒子径も比較的大きかった。そのため、ボイラ、エコノマイザ、空気予熱器といった熱回収工程で使用される機器の伝熱面への灰付着は少なく、大きな問題になることはなかった。
【００７４】
本実施形態の可燃性廃棄物処理装置におけるガス化炉１の燃焼室１−２から排出される燃焼ガスＧ２は溶融炉２を経由しないので、この燃焼ガスＧ２中の灰粒子の性状・形状は従来の流動層焼却炉から排出される燃焼ガス中の灰粒子の性状・形状と同様であり、ボイラ３及びエコノマイザ又は空気予熱器等の熱回収機器４の熱回収工程で使用される機器の伝熱面へ付着してトラブルを招く恐れはない。
【００７５】
ガス化炉１の熱分解室１−１からの熱分解ガスＧ１は溶融炉２で燃焼され、溶融炉２から排出される燃焼ガスＧ３は溶融炉２を経由するため、従来のガス化溶融炉から排出される燃焼ガスと同様、該燃焼ガス中に微粒の灰粒子が含まれるが、本発明者等が行った試験の結果によると、統合型の流動層ガス化炉であるガス化炉１で、都市ゴミを処理した場合、熱分解室１−１からの熱分解ガスＧ１のガス量と燃焼室１−２からの燃焼ガスＧ２のガス量の比率は、約１：３程度で燃焼室１−２からの燃焼ガスＧ２の方が多いので、ボイラ３で混合後のガスの灰粒子径分布は従来の流動層焼却炉のものに比較的近く、ボイラ３及びエコノマイザ又は空気予熱器等の熱回収機器４の熱回収工程で使用される機器の伝熱面へ付着してトラブルを招く恐れは少ない。
【００７６】
溶融炉２から排出される燃焼ガスＧ３には前述のように粒径の小さい灰粒子が混入する。この燃焼ガスＧ３の小粒径灰粒子はボイラ３の伝熱面に付着するため、ボイラ３に燃焼ガスＧ３のみを導入した場合は、伝熱面への灰付着を促進してしまうが、ここでは、ボイラ３にガス化炉１の燃焼室１−２から排出される燃焼ガスＧ２も導入している。この燃焼ガスＧ２中には粒径の大きい灰粒子が混入しているから、この粒径の大きい灰粒子は伝熱面に衝突した際、その部分を研磨する機能を有し、灰粒子の付着を防止する効果がある。従って、燃焼室１−２からの燃焼ガスＧ２、溶融炉２からの燃焼ガスＧ３をボイラ３に導入するに際し、燃焼ガスＧ２を燃焼ガスＧ３と合流させて導入するか、又は燃焼ガスＧ２の導入口を燃焼ガスＧ３の導入口より上流側に設け、燃焼ガスＧ２を燃焼ガスＧ３より上流側から導入することにより、粒径の小さい灰粒子が混入する燃焼ガスＧ３のみが存在する領域を作らないようにする必要がある。
【００７７】
また、燃焼ガスＧ２の導入口を燃焼ガスＧ３の導入口より上流側に設けることによって、燃焼室１−２からの燃焼ガスＧ２がボイラ３内で冷却された後に、溶融炉２からの高温の燃焼ガスＧ３が混入される結果となり、伝熱面に付着しやすい溶融したスラグ粒子を含む高温ガスが存在する領域をできるだけ作らないことにもなる。
【００７８】
図４は本発明に係る他の可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。図示するようにここでは、ガス冷却塔６の下流に配置されたバグフィルタ１２で捕集した灰１３を溶融炉２に供給して溶融している。この場合、捕集した灰１３の全量を溶融炉２に供給すると、微粒の灰が系内に閉じ込められ、循環する恐れがあるので、調節弁Ｖ１、Ｖ２の操作により灰１３の一部１３ａは抜き取る。バグフィルタ１２から出た燃焼ガスＧ４には活性炭１４を添加し、該活性炭１４に有害物を吸着させ、バグフィルタ７でこの有害物を吸着した活性炭１４を捕集除去する。
【００７９】
図５はガス化炉１の一例である統合型の流動層ガス化炉の構成例を示す図である。ガス化炉１は熱分解室２１（熱分解室１−１に対応）、燃焼室２２（燃焼室１−２に対応）、熱回収室２３を備えている。熱分解室２１に供給された可燃性廃棄物３４は、熱分解され、熱分解ガス、タール、チャー、飛灰等を発生させる。タール、チャーや飛灰等を含む熱分解ガスＧ１は図３及び図４に示すように、溶融炉２に流入する。熱分解室２１の流動層内に残ったタール、チャー等の未熱分解物は流動媒体に伴って、矢印Ａに示すように仕切り壁２５の開口部２６から燃焼室２２に流入する。このようにして熱分解室２１から燃焼室２２に流入したチャー等の未熱分解物は燃焼室２２で燃焼して燃焼ガスＧ２を発すると共に、その燃焼熱により流動媒体を加熱する。燃焼ガスＧ２は図３及び図４に示すように、ボイラ３に流入する。
【００８０】
燃焼室２２で燃焼した、タール、チャー等の未熱分解物の燃焼により加熱された流動媒体は、矢印Ｂに示すように仕切り壁２４の上端を越えて熱回収室２３に流入し、熱回収室２３内で界面より下方に位置するように配設された層内伝熱管２７で熱吸収され、冷却された後、矢印Ｃに示すように仕切り壁２４の下部開口２８を通って再び燃焼室２２に流入する。また、燃焼室２２で加熱された流動媒体は、矢印Ｄに示すように仕切り壁２９の上端を越えて仕切り壁２９と仕切り壁３０の間の沈降室に流入し、さらに矢印Ｅに示すように仕切り壁３０の下部開口３１を通って熱分解室２１に流入する。
【００８１】
図６はガス化炉１の一例である二塔式流動層方式の流動層ガス化炉の構成例を示す図である。本ガス化炉１は図示するように、熱分解流動層炉４１（熱分解室１−１に対応）と燃焼流動層炉４２（燃焼室１−２に対応）とを併設して両流動層炉を２本の傾斜管４３、４４で連絡し、流動媒体をこの傾斜管４３、４４を通して両層間に循環させることによって、熱分解に必要な熱量を補うようになっている。
【００８２】
即ち、熱分解流動層炉４１に可燃性廃棄物が供給されると、熱分解され、熱分解ガス、タール、チャー、飛灰等を発生させる。チャーや飛灰等を含む熱分解ガスＧ１は図３及び図４に示すように、溶融炉２に流入する。熱分解流動層炉４１の流動層内に残ったチャー等の未熱分解物は流動媒体に伴って、傾斜管４３を通って燃焼流動層炉４２に流入し、ここで燃焼して燃焼ガスＧ２を発すると共に、その燃焼熱により流動媒体を加熱し、加熱された流動媒体は傾斜管４４を通って、熱分解流動層炉４１に流入し、可燃性廃棄物の熱分解用の熱源として利用される。
【００８３】
燃焼ガスＧ２は図３及び図４に示すように、ボイラ３に供給される。この二塔式流動層方式の流動層ガス化炉は、熱分解ガスＧ１に燃焼ガスが含まれないから、高いガス熱量の熱分解ガスＧ１が得られる。熱分解流動層炉４１の流動層の流動化ガス４５としては酸素の含まないガス、例えば水蒸気、炭酸ガス、窒素ガスが用いられ、燃焼流動層炉４２の流動層の流動化ガス４６としては空気等の酸素を含有するガスが用いられる。
【００８４】
図７は溶融炉２の一構成例を示す図である。溶融炉２は一次燃焼室５１、二次燃焼室５２、三次燃焼室５３を具備する構成である。図３及び図４に示すように、ガス化炉１から熱分解ガスＧ１が溶融炉２の一次燃焼室５１に流入すると共に、燃焼用ガス（空気、酸素富活空気、酸素）５５が流入し、旋回流を形成しながら混合し、燃焼し二次燃焼室５２に移動しながら高温燃焼（１２００℃〜１４００℃、好ましくは１３５０℃）し、燃焼ガスＧ３は三次燃焼室５３で燃焼用ガス５５と混合し、完全燃焼し、燃焼ガスＧ３として排出する。この高温燃焼により熱分解ガスＧ１に含まれる灰分は溶融され溶融スラグ５６としてスラグ排出口５７から炉外に排出される。
【００８５】
図８は本発明に係る他の可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。図示するようにここでは、図４と同様、ガス冷却塔６の下流に配置されたバグフィルタ１２で捕集した灰１３を溶融炉２に供給して溶融している。この場合、捕集した灰１３の全量を溶融炉２に供給すると、微粒の灰が系内に閉じ込められ、循環する恐れがあるので、調節弁Ｖ１、Ｖ２の操作により灰１３の一部１３ａは抜き取る。
【００８６】
溶融炉２はガス化炉１の熱分解室１−１からの熱分解ガスＧ１から低カロリー（１０００〜１５００ｋｃａｌ／Ｎｍ3（ｄｒｙ））若しくは中カロリー（２５００〜４５００ｋｃａｌ／Ｎｍ3（ｄｒｙ））のガスを得るための溶融炉である。熱分解室１−１からの熱分解ガスＧ１が溶融炉２に流入し、１３００℃以上で高温ガス化すると、そこに含まれるチャーやタールは完全ガス化して、灰分は溶融スラグとして炉外に排出する。ここで溶融炉２にはガス化ガスとして酸素富活空気、スチーム、酸素或いはこれらの混合気体の中から選択したものを別々又は一緒に炉内へ供給する。このガス化ガスの酸素量を熱分解ガスＧ１に合わせて、全酸素量が被処理物を完全燃焼させるために必要な理論酸素量を１とした場合の０．１〜０．６の範囲とすると、溶融炉２から上記低カロリー若しくは中カロリーの燃料ガスＧ５を得ることができる。
【００８７】
この低カロリー若しくは中カロリーの燃料ガスＧ５中には、ＣＯ、Ｈ2といった有用ガス成分が多く含まれている。溶融炉２からのこのような燃料ガスＧ５を熱回収機器１５を通して熱回収し、スクラバー１６を通すことにより、工業用燃料ガス或いは化学工業用原料ガス１７が得られる。
【００８８】
なお、上記例は本発明の一実施形態例であり、各請求項に記載の発明は、これに限定されるものではなく、各請求項に記載の発明と同一の技術的思想の範囲内で変形は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来の可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。
【図２】従来の可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。
【図３】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。
【図４】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。
【図５】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置に用いる統合型流動層ガス化炉の構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置に用いる二塔式流動層ガス化炉の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置に用いる溶融炉の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る可燃性廃棄物処理装置のプロセスフローを示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１      ガス化炉
２      溶融炉
３      ボイラ
４      熱回収機器
５      集塵装置
６      ガス冷却塔
７      バグフィルタ
８      誘引ブロワー
９      触媒脱硝塔
１０    煙突
１１    灰
１２    バグフィルタ
１３    灰
１４    活性炭
１５    ボイラ
１６    スクラバー
１７    原料ガス
２１    熱分解室
２２    燃焼室
２３    熱回収室
２４    仕切り壁
２５    仕切り壁
２６    開口部
２７    層内伝熱管
２８    下部開口
２９    仕切り壁
３０    仕切り壁
３１    下部開口
３２    流動化ガス
３３    流動化ガス
４１    熱分解流動層炉
４２    燃焼流動層炉
４３    傾斜管
４４    傾斜管
４５    流動化ガス
４６    流動化ガス
５１    一次燃焼室
５２    二次燃焼室
５３    三次燃焼室
５５    燃焼用ガス
５６    溶融スラグ
５７    スラグ排出口
【図１】
2004309120.tif 000003
【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】
2004309120.tif 000008
【図７】
2004309120.tif 000009
【図８】
2004309120.tif 000010