(57)【要約】【課題】被処理物処理システムにおいて生じた熱分解ガスの品質を低下させないように、多流体ノズルから噴霧される冷却用液によって当該熱分解ガスを冷却させることができる被処理物処理システムを提供することである。【解決手段】被処理物処理システム１は、熱分解装置２，３と、熱分解装置２，３の後段に設けられたガス冷却機構４，５と、ガス冷却機構４，５の後段に設けられた集塵機６と、を備えている。ガス冷却機構４，５は、多流体ノズル１２を具備している。多流体ノズル１２は、酸素を含まない噴霧ガス（例えば水蒸気等）を利用して、熱分解ガスに対し冷却用噴霧液を噴霧するようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解装置と、
前記熱分解装置の後段に設けられ、前記熱分解装置から送られてくる熱分解ガスを冷却するガス冷却機構と、
前記ガス冷却機構の後段に設けられ、前記ガス冷却機構から送られてくる熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機と、を備えた被処理物処理システムであって、
前記ガス冷却機構は、酸素を含まない噴霧ガスを利用して熱分解ガスに対し冷却用噴霧液を噴霧する多流体ノズルを具備することを特徴とする被処理物処理システム。
【請求項２】
前記多流体ノズルで利用される噴霧ガスは、不活性気体を含むことを特徴とする請求項１に記載の被処理物処理システム。
【請求項３】
前記多流体ノズルで利用される噴霧ガスは、水蒸気を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項４】
前記ガス冷却機構は、水蒸気を生じさせて熱分解ガスを冷却するガス冷却熱交換器と、前記多流体ノズルが設置されている冷却塔と、を有し、
前記ガス冷却熱交換器において生じた水蒸気は、前記多流体ノズルに送られ、前記多流体ノズルは、前記ガス冷却熱交換器から送られてきた水蒸気を噴霧ガスに利用することを特徴とする請求項３に記載の被処理物処理システム。
【請求項５】
前記ガス冷却熱交換器は、
熱分解ガスが保有する熱エネルギーを利用して冷却用水成分を予熱するエコノマイザと、
前記エコノマイザで予熱された冷却用水成分を利用して蒸気を生じさせて前記熱分解装置から送られてくる熱分解ガスを冷却することができる廃熱回収ボイラと、を有することを特徴とする請求項４に記載の被処理物処理システム。
【請求項６】
前記ガス冷却熱交換器から前記多流体ノズルへ送られる蒸気を圧縮することができる水蒸気圧縮機を更に備えたことを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項７】
前記多流体ノズルの周囲には、当該多流体ノズルの腐食を防止するための腐食防止用流体が流され、
前記腐食防止用流体には、前記ガス冷却熱交換器から送られてくる蒸気が利用されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項８】
前記集塵機から排出された熱分解ガスを前記多流体ノズルに還流することができるガス返送管を更に備え、
前記多流体ノズルは、前記ガス返送管を介して送られてきた熱分解ガスを噴霧ガスに利用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項９】
前記ガス返送管を介して前記多流体ノズルに送られる熱分解ガスを圧縮することができるガス圧縮機を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の被処理物処理システム。
【請求項１０】
前記多流体ノズルの周囲には、当該多流体ノズルの腐食を防止するための腐食防止用流体が流され、
前記腐食防止用流体には、前記ガス返送管を介して送られてくる熱分解ガスが利用されていることを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項１１】
前記集塵機に流入する熱分解ガスの温度を計測する第１集塵機温度計測器と、前記多流体ノズルから噴霧される冷却用噴霧液の噴霧量を調整することができる噴霧液調整器と、
前記第１集塵機温度計測器の計測値に基づいて前記噴霧液調整器を制御する噴霧液量制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項１２】
前記集塵機から排出された熱分解ガスを前記集塵機の上流側に還流することができるガス還流管を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の被処理物処理システム。
【請求項１３】
前記集塵機に送られる熱分解ガスの温度を計測する第２集塵機温度計測器と、前記ガス還流管を介して前記集塵機の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整する還流量調整器と、
前記第２集塵機温度計測器と前記還流量調整器とに接続され、前記第２集塵機温度計測器の計測値に基づいて前記還流量調整器を制御する還流量制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の被処理物処理システム。
【請求項１４】
被処理物から生じた熱分解ガスを無害化処理するための被処理物処理方法において、
被処理物を加熱して熱分解ガスを生じさせる熱分解工程と、
熱分解工程で生じた熱分解ガスを、冷却用噴霧液によって冷却する冷却工程と、
冷却工程で冷却された熱分解ガスからダスト類を除去するダスト除去工程と、を備え、
前記冷却工程では、多流体ノズルが酸素を含まない噴霧ガスを利用して冷却用噴霧液を熱分解ガスに対し噴霧することによって、当該熱分解ガスを冷却することを特徴とする被処理物処理方法。
【請求項１５】
前記冷却工程と前記ダスト除去工程との間において、前記冷却工程で冷却された熱分解ガスの温度を計測する温度計測工程を更に備え、
前記冷却工程では、前記温度計測工程で計測された熱分解ガスの温度に基づいて、前記多流体ノズルから熱分解ガスに対し噴霧される冷却用噴霧液の噴霧量が調整されていることを特徴とする請求項１４に記載の被処理物処理方法。
【請求項１６】
前記冷却工程と前記ダスト除去工程との間において、前記冷却工程で冷却された熱分解ガスの温度を計測する温度計測工程と、
前記ダスト除去工程でダスト類が除去された熱分解ガスを、前記冷却工程から前記ダスト除去工程に送られる熱分解ガスに還流させて、当該熱分解ガスの温度を調整する還流工程と、を更に備え、
前記還流工程では、前記温度計測工程で計測した熱分解ガスの温度に基づいて、前記ダスト除去工程でダスト類が除去された熱分解ガスの還流量が調整されていることを特徴とする請求項１４に記載の被処理物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の被処理物の減容化を図るための被処理物処理システムおよび被処理物処理方法に関し、特に、被処理物を熱分解することにより生じた熱分解ガスを冷却するガス冷却機構を備えた被処理物処理システムに対して好適に利用することができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各家庭や各事業所等から排出される被処理物（廃棄物）を減容化するための被処理物処理システム（廃棄物処理システム）が広く知られている。従来のシステムは、例えば、破砕処理装置によって被処理物を破砕し、このように破砕した被処理物に対して熱分解装置により熱分解処理を施すようになっている。被処理物は、熱分解処理が施されることによって、熱分解ガスと熱分解残渣とを生じ、減容化および無害化が図られることとなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
被処理物から生じた熱分解ガスを無害化するとともにエネルギー源として利用するために、被処理物から生じた熱分解ガスを「完全燃焼」させて無害化するとともに、その際に生じる熱を蒸気タービンによって回収して電気エネルギーに変換する方法が考えられている。すなわち、被処理物から生じた熱分解ガスに多量の空気を吹き込んで空気リッチの状態として、高温状態でこの熱分解ガスを完全燃焼し、完全燃焼後の熱分解ガスを水管式ボイラーによって冷却する。水管式ボイラーは、完全燃焼後の熱分解ガスを冷却する際に蒸気を生じさせるため、このようにして生じた蒸気を利用することによって、蒸気タービンが稼動され、発電が行われるようになっている。このような方法では、蒸気タービンを稼動させる際の熱落差を大きくするために、水管式ボイラーにおける蒸気の設定を高温高圧にすることが非常に好ましい。このため、水管式ボイラーは、高温高圧の蒸気の設定に十分に耐えることができる構造を採用することが必要とされている。しかしながら、蒸気の設定を高温高圧にした状態で水管式ボイラーを運転した場合には、水管式ボイラーのボイラーチューブの温度が高温腐食領域の温度となってしまうことがあるので、ボイラーチューブが高温腐食してしまうことがある。
【０００４】
一方、被処理物から生じた熱分解ガスを無害化するとともにエネルギー源として利用するために、被処理物から生じた熱分解ガスを「部分燃焼」させて、熱分解ガスから燃料ガスを取り出す方法が考えられている。すなわち、被処理物から生じた熱分解ガスを改質器において還元雰囲気の状態で部分燃焼させて高温のガス雰囲気を作り出すことによって、当該熱分解ガスを改質することができる。そして、この改質した熱分解ガス（改質ガス）を洗浄することにより、クリーンな燃料ガス（クリーンガス）が精製される。熱分解ガスから精製されたクリーンガスは、ガスエンジンやガスタービンを稼動させる際に用いられたり、燃料電池の原料として用いられ、発電等の際のエネルギー源として活用されている。
【０００５】
上記の熱分解ガスを部分燃焼させる方法では、熱分解ガスを完全燃焼させる場合のように蒸気タービン（ガス冷却機構）の蒸気の設定を高温高圧に設定する必要がないので、熱分解ガスを冷却するガス冷却機構が高温腐食してしまうことはない。また、熱分解ガスを部分燃焼させる方法を用いた場合には、熱分解ガスから精製される燃料ガスを燃焼させることにより発電が行われるので、被処理物処理システムが小型であっても大型であっても、発電効率はほとんど変動しない。
更に、集塵機や誘因ブロワーを具備する被処理物処理システムにおいて熱分解ガスを部分燃焼させる方法を用いた場合には、熱分解ガスを完全燃焼させる方法を用いた場合に比べて、集塵機や誘因ブロワーにおける処理ガス量が少ないという利点を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−８０８６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、被処理物から生じた熱分解ガスを部分燃焼させる方法を用いた被処理物処理システムは、様々な利点を有している。
【０００８】
しかしながら、改質された熱分解ガス（改質ガス）からダストを分離捕集するための集塵機が設けられている場合には、集塵機に流入させる熱分解ガスの温度を、集塵機の耐用温度以下に調節する必要がある。一般的な集塵機の耐用温度は２００℃近辺が上限となっているため、熱分解ガスを、集塵機へ送る前にガス冷却機構によってこの温度域まで冷却する必要がある。
【０００９】
このようなガス冷却機構において、熱分解ガスを効率的に素早く冷却するためには低温の水を用いることが望ましいが、このような場合には、ガス冷却機構の伝熱チューブの温度が低温腐食領域の温度（例えば、１００〜１５０℃）となってしまうことがあるので、伝熱チューブを低温腐食させてしまうことがある。このため、ガス冷却機構では１５０℃以上の温度を有する熱媒体を用いて熱分解ガスを冷却する必要があるが、このような冷却方式を用いる場合には、水の保有する大きな潜熱を利用する蒸気発生廃熱回収型ボイラーを利用するのが最適である。このような蒸気発生廃熱回収型ボイラーでは、蒸気を利用して伝熱チューブのすす払いを行うために、当該蒸気の蒸気圧が高いことが望ましい。また、プラント内のユーティリティーとして蒸気を供給するような場合にも、当該蒸気が０．８ＭＰａ程度の高い蒸気圧を有していると、使い勝手がよい。このため、１７５℃程度の蒸発温度を有する蒸気発生廃熱回収型ボイラーを、被処理物処理システムのガス冷却機構として好適に用いることができる。
【００１０】
一方、蒸発温度が１７５℃の蒸気発生廃熱回収型ボイラーのみによって、高温の熱分解ガスの温度を２００℃近辺まで下げるためには、非常に大きな伝熱面積が必要とされ、経済的ではない。このため、蒸気発生廃熱回収型ボイラーの後段に冷却塔を設置して水噴霧冷却等を行うことによって、集塵機の入口温度を調整する方法が一般的な方法として考えられている。この方法は、熱分解ガスの冷却に水の蒸発潜熱を用いることができるので、熱分解ガスの流量の増大を効果的に抑制することができる。
【００１１】
しかしながら、水噴霧冷却では、噴霧する液の径が十分に小さくないと、改質ガス中に噴霧された液を完全には蒸発させることができない。このような場合には、改質ガスの冷却を効率良く行うことができなくなってしまうだけでなく、冷却塔の内部や改質ガス中のダストが噴霧水によって濡らされてしまい、冷却塔から当該ダストを連続的に排出させることの妨げとなってしまう可能性がある。このため、水噴霧冷却において噴霧水を安定して微粒化させるために、二流体ノズル（多流体ノズル）を用いて、改質ガス中に噴霧水を噴霧する方法が考えられている。この二流体ノズルは、圧縮された空気と混合して噴霧水を噴霧させることにより、噴霧水を効果的に微粒化させることができるようになっている（実用新案登録番号０３２２０１号参照）。しかしながら、このような二流体ノズルを用いる場合には、噴霧水と共に圧縮空気が熱分解ガス中に噴霧されることとなる。
このため、このような被処理物処理システムによって生成されるクリーンガスは、二流体ノズルから改質ガス中に噴霧される圧縮空気の酸素成分によって、その品質が低下してしまう。また、圧縮空気が噴霧された熱分解ガス中では、圧縮空気に含まれる酸素成分によって発火するおそれもある。
【００１２】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、被処理物処理システムにおいて生じた熱分解ガスの品質を低下させないように、多流体ノズルから噴霧される冷却用噴霧液によって当該熱分解ガスを冷却させることができる被処理物処理システムおよび被処理物処理方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解装置と、前記熱分解装置の後段に設けられ、前記熱分解装置から送られてくる熱分解ガスを冷却するガス冷却機構と、前記ガス冷却機構の後段に設けられ、前記ガス冷却機構から送られてくる熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機と、を備えた被処理物処理システムであって、前記ガス冷却機構は、酸素を含まない噴霧ガスを利用して熱分解ガスに対し冷却用噴霧液を噴霧する多流体ノズルを具備することを特徴とする被処理物処理システムである。
【００１４】
この場合、前記多流体ノズルで利用される噴霧ガスは、不活性気体を含むことが好ましい。ここでいう不活性気体とは、希ガスの他に窒素のような反応性に乏しい気体全般も含む概念である。
【００１５】
また、被処理物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解装置と、前記熱分解装置の後段に設けられ、前記熱分解装置から送られてくる熱分解ガスを冷却するガス冷却機構と、前記ガス冷却機構の後段に設けられ、前記ガス冷却機構から送られてくる熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機と、を備えた被処理物処理システムであって、前記ガス冷却機構は、熱分解ガスに対し冷却用噴霧液を噴霧する多流体ノズルを具備し、前記多流体ノズルの周囲には、当該多流体ノズルの腐食を防止するための腐食防止用流体として酸素を含まない流体が流されていることを特徴とする被処理物処理システムも、本件の保護対象に含まれうる。
【００１６】
また、前記多流体ノズルで利用される噴霧ガスは、水蒸気を含むことが好ましい。なお、このような場合の場合に、前記集塵機に流入する熱分解ガスの温度を計測する第３集塵機入口温度計測器と、前記ガス冷却熱交換器から前記多流体ノズルへ送られる水蒸気の送量を調整することができる水蒸気送量調整器と、前記第３集塵機入口温度計測器の計測値に基づいて前記水蒸気送量調整器を制御する水蒸気送量制御部と、を更に備えた被処理物処理システムも、本件の保護対象に含まれうる。
【００１７】
また、上記のような場合、前記集塵機から排出された熱分解ガスを前記多流体ノズルに還流することができるガス返送管を更に備え、前記多流体ノズルは、前記ガス返送管を介して送られてきた熱分解ガスを噴霧ガスに利用することが好ましい。なお、このような場合に、前記集塵機に流入する熱分解ガスの温度を計測する第２集塵機入口温度計測器と、前記ガス返送管を介して前記多流体ノズルに送られる熱分解ガスの流量を調整することができる還流量調整器と、前記第２集塵機入口温度計測器の計測値に基づいて前記還流量調整器を制御する還流量制御部と、を更に備えた被処理物処理システムも、本件の保護対象に含まれうる。
【００１８】
また、本発明は、被処理物から生じた熱分解ガスを無害化処理するための被処理物処理方法において、被処理物を加熱して熱分解ガスを生じさせる熱分解工程と、熱分解工程で生じた熱分解ガスを、冷却用噴霧液によって冷却する冷却工程と、冷却工程で冷却された熱分解ガスからダスト類を除去するダスト除去工程と、を備え、前記冷却工程では、多流体ノズルが酸素を含まない噴霧ガスを利用して冷却用噴霧液を熱分解ガスに対し噴霧することによって、当該熱分解ガスを冷却することを特徴とする被処理物処理方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の各実施の形態について説明する。
【００２０】
第１の実施の形態
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態を概略的に示す図である。図１は、廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。図２は、二流体ノズル（多流体ノズル）であるスプレーノズルの構成を概略的に示す図である。
【００２１】
本実施の形態の廃棄物処理システム（被処理物処理システム）１は、図１に示すように、廃棄物（被処理物）を熱分解するための熱分解キルン（熱分解炉）２と、熱分解キルン２の後段側にガス搬送管５０を介して接続された改質器３と、改質器３の後段側にガス搬送管５０を介して接続されたガス冷却熱交換器４と、ガス冷却熱交換器４の後段側にガス搬送管５０を介して接続されたガス冷却塔５と、ガス冷却塔５の後段側にガス搬送管５０を介して接続された集塵機６と、集塵機６の後段側にガス搬送管５０を介して接続されたガス洗浄設備７と、を備えている。
【００２２】
ガス冷却塔５には、二流体ノズル（多流体ノズル）であるスプレーノズル１２が設置（具備）されており、このスプレーノズル１２とガス冷却熱交換器４とは蒸気搬送管６０によって連結されている。また、スプレーノズル１２には噴霧水供給部１３が接続されており、噴霧水供給部１３とスプレーノズル１２との間には噴霧水流量調節弁（噴霧液調整器）１４と噴霧水流量計１５とが順次設けられている（図１参照）。噴霧水流量調節弁１４は、後述する制御装置１７の噴霧水供給量制御部（噴霧液制御部）１８によって弁の開度等が制御されている。噴霧水供給量制御部１８によって制御されている噴霧水流量調節弁１４は、噴霧水供給部１３からスプレーノズル１２への噴霧水（冷却用噴霧液）８の供給量を調節し、これによって、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の噴霧量を調整することができるようになっている。噴霧水流量計１５は、噴霧水供給部１３からスプレーノズル１２への噴霧水８の供給量を計測するようになっている。
【００２３】
ガス冷却塔５と集塵機６との間のガス搬送管５０であって集塵機６の入口近傍のガス搬送管５０には熱分解ガス温度計（第１集塵機温度計測器）１６が設置されている。また、熱分解ガス温度計１６に接続されると共に噴霧水流量調節弁１４に接続されるようにして、噴霧水供給量制御部１８を有する制御装置１７が設けられている。
【００２４】
熱分解キルン２は、廃棄物を所定の熱分解温度（例えば約５００℃〜６００℃）まで加熱して、熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解するようになっている。熱分解キルン２で生じた熱分解残渣は、熱分解残渣処理装置（図示せず）へと送られ、適切な無害化処理が施された後に燃料に再利用等されるようになっている。
一方、熱分解キルン２で生じた熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介して、後段に設置された改質器３に送られるようになっている。
【００２５】
改質器３は、熱分解キルン２から送られてくる熱分解ガスを、還元雰囲気において所定の改質温度（例えば約１１００℃）まで加熱して、部分燃焼するようになっている。改質器３において熱分解ガスを部分燃焼させると、熱分解ガス中に含まれるタール成分やダイオキシン成分等が熱分解して、熱分解ガスは改質される（改質ガスが生成される）。なお、所定の改質温度は、任意の値に適宜設定可能であって、熱分解ガスを部分燃焼させて熱分解ガス中に含まれるタール成分やダイオキシン成分等の成分を熱分解させるのに適切な温度とすることが好ましい。
【００２６】
なお、本実施の形態では、熱分解キルン２と改質器３とを含んで、本発明における熱分解装置が構成されているが、これに限定されるものではなく、熱分解キルン２のみで本発明の熱分解装置を構成することも可能である。
【００２７】
ガス冷却熱交換器４は、改質器３から送られてきた熱分解ガスを、外部より給水された冷却用水成分から水蒸気を生じさせることにより、所定の冷却温度（例えば約２００℃）まで冷却するようになっている。
【００２８】
例えば、ガス冷却熱交換器４には、ダストの排出性やチューブ清掃等のメンテナンス性に優れている竪型煙管式廃熱回収ボイラ４１（図示せず）を利用することができる（例えば、特願２００２−２６１７６１参照）。すなわち、ガス冷却熱交換器４は、ガス冷却熱交換器４に供給された熱分解ガスを冷却するための多数の伝熱チューブと、スートブロワと、ロータリーバルブと、伝熱チューブに冷却用水を供給する熱交換器用水供給部と、を具備している。そして、熱交換器用水供給部から伝熱チューブに供給された水によって、ガス冷却熱交換器４に供給された熱分解ガス（改質ガス）の温度を下げると共に、当該熱分解ガスの保有する熱エネルギーを蒸気の形で熱回収するようになっている。このようにして熱分解ガスを冷却することによって生じた水蒸気は、ガス冷却熱交換器４から蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２へと送られるようになっている。
【００２９】
なお、ガス冷却熱交換器４の伝熱チューブが低温腐食領域の温度と高温腐食領域の温度との間の１５０℃〜３２０℃となるように、伝熱チューブの蒸気圧力を設定することが好ましい。このため、伝熱チューブにおける蒸発温度は、約０．８ＭＰａ（ゲージ圧）飽和温度となるように設定されており、伝熱チューブの温度が約１８０℃〜１９０℃程度に保持されるようになっている。
【００３０】
ガス冷却塔５では、ガス冷却熱交換器４から送られてくる熱分解ガスに対して、スプレーノズル１２から噴霧水８が噴霧され、当該熱分解ガスを更に冷却するようになっている。
【００３１】
スプレーノズル１２は、図２に示されているように、ガス冷却塔５の壁の一部を貫通するようにして設けられており、ノズル開口３１からガス冷却塔５内を流れる熱分解ガス（改質ガス）に向かって噴霧水８及び噴霧ガス９を噴霧するようになっている。スプレーノズル１２は、筒状のノズル本体３２を有しており、ノズル本体３２の周囲を覆うようにして保護管３３が配置されている。ノズル本体３２内には、噴霧水供給部１３から供給された噴霧水８を流すための噴霧水用流路３４と、噴霧ガス９を流すための噴霧ガス用流路３５と、が設けられている。
ノズル本体３２のノズル開口３１近傍には、噴霧水用流路３４と噴霧ガス用流路３５とが合流する合流部３６が形成され、当該合流部３６において噴霧水用流路３４を流れる噴霧水８と、噴霧ガス用流路３５を流れる噴霧ガス９と、が混合されるようになっている。噴霧水８は、噴霧ガス９と混合することによって微粒化され、非常に小さな径を有する液滴となってノズル開口３１から噴霧されるようになっている。一方、ノズル本体３２と保護管３３との間の環状流路３７には、スプレーノズル保護流体（腐食防止用流体）１０が流されている。そして、当該スプレーノズル保護流体１０によって、ガス冷却塔５内の腐食雰囲気からスプレーノズル１２を遮断して、当該スプレーノズル１２の腐食を防止することができるようになっている。
【００３２】
スプレーノズル１２における噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、ガス冷却熱交換器４において生じた水蒸気であって、蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２に送られてくる水蒸気が利用されるようになっている。すなわち、噴霧ガス用流路３５、及びノズル本体３２と保護管３３との間に形成された環状流路３７には、蒸気搬送管６０を介して送られてくる水蒸気が流入するようになっている。従って、スプレーノズル１２における噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、酸素を含まない不活性気体である水蒸気が利用されることとなる。そして、スプレーノズル１２から噴霧された噴霧水８、噴霧ガス９、及びスプレーノズル保護流体１０は、図２に示すように、ガス冷却塔５内に排出されるようになっている。
【００３３】
なお、本実施の形態では、ガス冷却熱交換器４とガス冷却塔５とを含んで、本発明におけるガス冷却機構が構成されている。
【００３４】
集塵機６は、例えばテフロン（登録商標）を含んで構成されており、図示しないろ布によって、ガス冷却塔５より送られてくる熱分解ガスからダスト類を除去（除塵）するような構成を有している。
【００３５】
ガス洗浄設備７は、集塵機６から送られてくる熱分解ガスを、燃料として使用することができるようにガス洗浄するようになっている。例えば、ガス洗浄設備７では、送られてきた熱分解ガスに対して水が噴霧され、これにより熱分解ガス中のＨＣｌやＮＨ３等といった水溶性成分が噴霧された水に溶解する。このようにして熱分解ガスの洗浄が行われ、熱分解ガスからＨＣｌやＮＨ３等といった水溶性成分が除去されて、熱分解ガスはクリーンガスに再生されるようになっている。そして、このようにして洗浄された熱分解ガス（クリーンガス）は、ガス洗浄設備７の後段に設けられたガス搬送管５０を介して、廃棄物処理システム１の系外へと送られるようになっている。
【００３６】
一方、熱分解ガス温度計１６は、ガス冷却塔５から集塵機６に送られる熱分解ガスの温度を計測するようになっており、当該計測値は、熱分解ガス温度計１６から制御装置１７の噴霧水供給量制御部１８へと送られるようになっている。なお、熱分解ガス温度計１６は、集塵機６に送られる熱分解ガスの温度をより正確に計測するために、集塵機６の入口に近接する熱分解ガスの温度を計測するように設置することが好ましい。
【００３７】
噴霧水供給量制御部１８は、熱分解ガス温度計１６の計測値に基づいて、スプレーノズル１２から噴霧させる噴霧水８や噴霧ガス９についての噴霧量、噴霧速度、等を演算し、当該演算値に基づいて噴霧水流量調節弁１４の制御量（弁の開度、等）を更に演算するようになっている。そして、噴霧水供給量制御部１８は、これらの演算値に基づいて噴霧水流量調節弁１４を制御するようになっている。
【００３８】
なお、噴霧水供給量制御部１８による噴霧水流量調節弁１４の制御は、集塵機６の耐用温度、熱分解ガス中におけるダイオキシンの再合成の可能性、ガス冷却熱交換器４の伝熱チューブの低温腐食及び高温腐食、等を考慮して、行われることが好ましい。例えば、▲１▼集塵機６の耐用温度が一般的には２５０℃以下であること、▲２▼熱分解ガスの温度が約３００℃〜５００℃の場合には熱分解ガス中でダイオキシンが再合成してしまう可能性があり、熱分解ガスの温度が約２００℃の場合には熱分解ガス中でダイオキシンの再合成が生じにくいこと、▲３▼ガス冷却熱交換器４の伝熱チューブの低温腐食領域の温度と高温腐食領域の温度との間が、１５０℃〜３２０℃であること、等が考慮されて噴霧水流量調節弁１４の制御が行われることが好ましい。従って、例えば、ガス冷却熱交換器４では、伝熱チューブの温度が１５０℃〜３２０℃となるような蒸気の発生圧力が選定され、噴霧水供給量制御部１８は、集塵機６に送られる熱分解ガスの温度が約２００℃となるように噴霧水流量調節弁１４を制御することが好ましい。
【００３９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図１及び図２を参照して説明する。
【００４０】
各家庭や各事業所等から排出され収集された廃棄物等の被処理物は、図示しない破砕処理装置によって熱分解処理に適した大きさに破砕された後に、熱分解キルン２へと送られる。
【００４１】
熱分解キルン２に送られた被処理物は、所定の熱分解温度まで加熱され、熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する（熱分解工程）。そして、熱分解残渣は、熱分解残渣処理装置へと送られて燃料として再利用等され、一方、熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介して後段に設置された改質器３に送られる。
【００４２】
改質器３に送られた熱分解ガスは、還元雰囲気で所定の改質温度まで加熱されることによって部分燃焼させられて、熱分解ガス中に含まれるタール成分やダイオキシン成分等が熱分解する。これにより、熱分解ガスは、可燃成分として水素や一酸化炭素等を含む他に、ＨＣｌやＮＨ３を含むガス（改質ガス）に改質される。部分燃焼され改質された熱分解ガス（改質ガス）は、多量のダスト成分を含み、このダスト成分の９０％は炭素によって形成されている。そして、改質器３において改質された熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介して、後段に設置されたガス冷却熱交換器４に送られる。
【００４３】
ガス冷却熱交換器４に送られた熱分解ガスは、伝熱チューブによって所定の冷却温度まで冷却され、その後、後段に設置されたガス冷却塔５へガス搬送管５０を介して送られる。
【００４４】
なお、ガス冷却熱交換器４は、熱分解ガスを冷却する際に、当該熱分解ガスの保有する熱エネルギーを奪うことによって、外部より給水された水成分から水蒸気を生じさせ、当該水蒸気を蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２に送る。
【００４５】
ガス冷却塔５に送られた熱分解ガスは、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８によって更に冷却される（冷却工程）。この時、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の噴霧量は、制御装置１７の噴霧水供給量制御部１８により制御されている噴霧水流量調節弁１４によって調節され、また、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の径や速度等の諸性質は、ガス冷却熱交換器４から蒸気搬送管６０を介して送られてくる水蒸気を利用した噴霧ガス９によって調節されている。ガス冷却塔５においてスプレーノズル１２から噴霧された噴霧水８によって冷却された熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介して、後段に設置された集塵機６へ送られる。
【００４６】
ガス冷却塔５から集塵機６へ送られる際に、熱分解ガスは、熱分解ガス温度計１６によってその温度が計測される（温度計測工程）。熱分解ガス温度計１６は、当該計測値を制御装置１７の噴霧水供給量制御部１８へと送る。
【００４７】
噴霧水供給量制御部１８は、熱分解ガス温度計１６から送られてくる当該計測値に基づいて噴霧水流量調節弁１４を制御して、スプレーノズル１２から熱分解ガスに対し噴霧される噴霧水８の噴霧量を調整している。この時、噴霧水供給量制御部１８による噴霧水流量調節弁１４の制御は、集塵機６の耐用温度、熱分解ガス中におけるダイオキシンの再合成の可能性、ガス冷却熱交換器４の伝熱チューブの低温腐食及び高温腐食、等が考慮されて行われている。従って、例えば集塵機６に送られる熱分解ガスの温度が略２００℃とされるような最適な噴霧水８がスプレーノズル１２から噴霧されるように、噴霧水流量調節弁１４が噴霧水供給量制御部１８によって制御される。
【００４８】
集塵機６に送られた熱分解ガスは、ろ布によってダスト類が除去される（ダスト除去工程）。そして、集塵機６においてダスト類が除去された熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介して、ガス洗浄設備７に送られる。
【００４９】
ガス洗浄設備７に送られた熱分解ガスは、燃料として使用することができるようなクリーンガスに再生されるように洗浄される。なお、一連の処理を経て得られた当該クリーンガスは、酸素成分をほとんど含まず、比較的不活性な成分によって構成されている。そして、ガス洗浄設備７で洗浄された熱分解ガスは、廃棄物処理システム１の系外へと排出される。廃棄物処理システム１の系外に排出された熱分解ガスは、燃料ガスとして用いられ発電設備の燃料やシステム内機器の加熱燃料として利用等されている。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態の廃棄物処理システム１によれば、スプレーノズル１２では酸素を含まない不活性気体である水蒸気が噴霧ガス９として利用されているので、当該スプレーノズル１２は、微細な噴霧水８を噴霧させることができるだけでなく、噴霧ガス９の活性化を防いで熱分解ガスに対し噴霧水８及び噴霧ガス９を安定的に噴霧させることができる。また、酸素成分を含まない水蒸気が噴霧ガス９に利用されているので、熱分解ガスの品質を酸素成分によって低下させてしまうということを防ぐとともに、当該噴霧ガス９が吹き付けられる熱分解ガス（改質ガス）の発火を効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、スプレーノズル１２の腐食を防止する目的で環状流路３７に流されるスプレーノズル保護流体１０にも、酸素を含まない不活性気体である水蒸気が利用されているので、スプレーノズル保護流体１０の活性化を防いで、環状流路３７において安定的にスプレーノズル保護流体１０を流すことができる。また、当該スプレーノズル保護流体１０の発火を効果的に抑制することができると共に、環状流路３７を形成するノズル本体３２及び保護管３３の酸化による腐食を効果的に防ぐことができる。
【００５２】
さらに、これらの噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０に用いられる水蒸気は、ガス冷却熱交換器４（ガス冷却機構）において熱分解ガスを冷却する際に当該熱分解ガスから奪った熱エネルギーを利用することによって生じたものである。従って、本実施の形態の廃棄物処理システム１では、熱分解ガスが保有する熱エネルギーが、当該熱分解ガスの温度を下げるために幅広く活用されており、システム全体の省エネルギー化やエネルギーの活用の効率化を効果的に図ることができる。
【００５３】
第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態を概略的に示す図であって、廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。
【００５４】
本実施の形態の廃棄物処理システム１では、図３に示すように、ガス冷却熱交換器４とスプレーノズル１２とを連結する蒸気搬送管６０が設けられる代わりに、ガス洗浄設備７の後段に設けられたガス搬送管５０とスプレーノズル１２とを連結し、ガスコンプレッサ（ガス圧縮機）２１が取り付けられたクリーンガス返送管（ガス返送管）７０が設けられている。そして、ガス冷却塔５に設置されたスプレーノズル１２には、ガス洗浄設備７で洗浄された熱分解ガス（クリーンガス）が、ガスコンプレッサ２１によって圧縮されて、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるようになっている。
【００５５】
スプレーノズル１２では、噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０に、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるクリーンガスが利用されるようになっている。すなわち、噴霧ガス用流路３５、及びノズル本体３２と保護管３３との間に形成された環状流路３７には、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるクリーンガスが流入するようになっている。従って、スプレーノズル１２における噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、酸素成分をほとんど含まず比較的不活性な成分（気体）によって構成されているクリーンガスが利用されるようになっている。
【００５６】
他の構成は、図１及び図２に示されている第１の実施の形態と略同一である。
【００５７】
図３において、図１及び図２に示されている第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５８】
熱分解キルン２、改質器３、及びガス冷却熱交換器４を経てガス冷却塔５に送られてくる熱分解ガスは、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８によって更に冷却される。この時、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の径や速度等の諸性質は、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２に送られてくるクリーンガスを利用した噴霧ガス９によって調節されている。当該クリーンガスは酸素成分をほとんど含まず比較的不活性な成分（気体）によって構成されているので、スプレーノズル１２は、微細な噴霧水８を噴霧させることができるだけでなく、噴霧ガス９の活性化を防いで熱分解ガスに対し噴霧水８及び噴霧ガス９を安定的に噴霧させることができる。また、噴霧水８及び噴霧ガス９が吹き付けられる熱分解ガスの品質を酸素成分によって低下させてしまうということを効果的に防ぐとともに、当該熱分解ガス（改質ガス）の発火を効果的に抑制することができる。
【００５９】
また、スプレーノズル１２の腐食を防止する目的で環状流路３７に流されるスプレーノズル保護流体１０にも、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２に送られてくるクリーンガスが利用されている。従って、スプレーノズル保護流体１０の活性化を防いで、環状流路３７においてスプレーノズル保護流体１０を安定的に流すことができる。また、当該スプレーノズル保護流体１０の発火を効果的に抑制することができると共に、環状流路３７を形成するノズル本体３２及び保護管３３の酸化による腐食を効果的に防ぐことができる。
【００６０】
特に、このようにしてスプレーノズル１２からガス冷却塔５内に排出（噴霧）される噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、ガス冷却塔５から排出された熱分解ガスが集塵機６及びガス洗浄設備７を経て再生（生成）されたクリーンガスである。従って、ガス冷却熱交換器４から送られてくる熱分解ガスと、スプレーノズル１２から排出された噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０とは、その構成成分が非常に類似している。このため、ガス冷却塔５内における各種成分の化学反応等を抑制した状態で安定的に、スプレーノズル１２からガス冷却塔５内の熱分解ガスに対し噴霧水８を噴霧させることができる。
【００６１】
一方、スプレーノズル１２からの噴霧水８の噴霧量等は、制御装置１７の噴霧水供給量制御部１８、噴霧水流量調節弁１４、及び熱分解ガス温度計１６によって調節され、ガス冷却塔５における熱分解ガスは、所望の温度にまで確実に冷却されることとなる。
【００６２】
そして、ガス冷却塔５において所望の温度にまで冷却された熱分解ガスは、集塵機６及びガス洗浄設備７を経て、クリーンガスとして再生され、ガス洗浄設備７の後段に設置されたガス搬送管５０へと排出される。ガス搬送管５０へと排出されたクリーンガス（熱分解ガス）の一部或いは全部は、クリーンガス返送管７０に流入してスプレーノズル１２へと送られて、スプレーノズル１２における噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０として利用される。
【００６３】
なお、この時、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２へと送られるクリーンガスは、ガスコンプレッサ２１によって圧縮されており、噴霧水８を非常に微細な状態で噴霧させる噴霧ガス９、或いはスプレーノズル１２の腐食を防ぐためにスプレーノズル１２の周囲で流されるスプレーノズル保護流体１０として好適に利用されうるようになっている。
【００６４】
第３の実施の形態
図４は、本発明のの実施の形態を概略的に示す図であって、廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。
【００６５】
本実施の形態の廃棄物処理システム１では、図４に示すように、ガス洗浄設備７の後段に設けられたガス搬送管５０と、ガス冷却塔５と集塵機６との間に設けられたガス搬送管５０と、を連結するクリーンガス還流管（ガス還流管）８０が設けられている。そして、集塵機６及びガス洗浄設備７から排出された熱分解ガス（クリーンガス）が、クリーンガス還流管８０を介して、集塵機６の上流側であって冷却塔と集塵機６との間に配置されているガス搬送管５０に還流されるようになっている。
【００６６】
クリーンガス還流管８０には、クリーンガス還流管８０を流れるクリーンガスの流量を調節することができる還流量調節弁（還流量調整器）２２と、クリーンガス還流管８０を流れるクリーンガスの流量を計測する還流量計測計２３と、が取り付けられている。
【００６７】
また、制御装置１７は、噴霧水供給量制御部１８に加えて、還流量制御部１９を有している。当該還流量制御部１９は、熱分解ガス温度計１６の計測値に基づいて、クリーンガス還流管８０を介して集塵機６の上流側に還流させるクリーンガスの適切な還流量を演算し、当該演算値に基づいて還流量調節弁２２の制御量（弁の開度、等）を更に演算するようになっている。そして、還流量制御部１９は、これらの演算値に基づいて還流量調節弁２２を制御するようになっている。
【００６８】
一方、蒸気搬送管６０には蒸気コンプレッサ（水蒸気圧縮機）２４が取り付けられており、ガス冷却熱交換器４において生じた水蒸気は、ガス冷却熱交換器４から蒸気搬送管６０に流入して蒸気コンプレッサ２４によって圧縮された状態でスプレーノズル１２に送られるようになっている。
【００６９】
なお、本実施の形態の熱分解ガス温度計１６は、本発明の第１集塵機温度計測器及び第２集塵機６温度計測器として機能するようになっている。
【００７０】
他の構成は、図１及び図２に示されている第１の実施の形態と略同一である。
【００７１】
図４において、図１及び図２に示されている第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７２】
熱分解キルン２、改質器３、及びガス冷却熱交換器４を経てガス冷却塔５に送られてくる熱分解ガスは、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８によって更に冷却される。この時、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の径や速度等の諸性質は、蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２に送られてくる水蒸気を利用した噴霧ガス９によって調節されている。当該水蒸気は酸素成分を含まず不活性な成分（気体）によって構成されているので、スプレーノズル１２は、噴霧ガス９の活性化を防ぐと共に、酸素成分による熱分解ガスの品質の低下や当該熱分解ガス（改質ガス）の発火を効果的に抑制することができる。
【００７３】
また、スプレーノズル１２の腐食を防止する目的で環状流路３７に流されるスプレーノズル保護流体１０にも、蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２に送られてくる水蒸気が利用されている。従って、スプレーノズル保護流体１０の活性化を防ぐと共に、当該スプレーノズル保護流体１０の発火やノズル本体３２及び保護管３３の酸化による腐食を効果的に防ぐことができる。
【００７４】
なお、この時、蒸気搬送管６０を介してスプレーノズル１２へと送られる水蒸気は、蒸気コンプレッサ２４によって圧縮されているので、噴霧水８を非常に微細な状態で噴霧させる噴霧ガス９、或いはスプレーノズル１２の腐食を防ぐスプレーノズル保護流体１０として好適に利用されうるようになっている。
【００７５】
そして、ガス冷却塔５において二流体ノズルから噴霧された噴霧水８によって冷却された熱分解ガスは、ガス冷却塔５からガス搬送管５０を介して集塵機６に送られる。
【００７６】
この時、ガス冷却塔５と集塵機６との間のガス搬送管５０を流れる熱分解ガスには、クリーンガス還流管８０を介して送られてくるクリーンガスが流入し、当該熱分解ガスが冷却される（還流工程）。すなわち、集塵機６及びガス洗浄設備７を経た熱分解ガス（クリーンガス）は、各処理過程を経ることによって冷却されており、比較的低い温度を有している。従って、比較的低い温度を有するクリーンガスを、比較的高い温度で集塵機６に送られる熱分解ガスと混合させることによって、当該熱分解ガスを冷却してその温度を調整することができるようになっている。このため、制御装置１７の還流量制御部１９は、熱分解ガス温度計１６の計測値に基づいて還流量調節弁２２を制御し、熱分解ガスが集塵機６へ送られるのに適切な温度を有するように、適量のクリーンガスがクリーンガス還流管８０から集塵機６の上流側のガス搬送管５０に流入するように還流量が調整されるようになっている。これにより、ガス冷却塔５からガス搬送管５０を経て送られてくる熱分解ガスは、クリーンガス還流管８０からのクリーンガスによって適温にまで確実に冷却された状態で、集塵機６に流入することとなる。
【００７７】
なお、制御装置１７は、噴霧水供給量制御部１８と還流量制御部１９とを協働させることもでき、噴霧水供給量制御部１８及び還流量制御部１９は、互いの演算値を考慮して、自らの演算を行うこともできる。従って、噴霧水供給量制御部１８によって制御されているスプレーノズル１２からの噴霧水８の噴霧量、及び還流量制御部１９によって制御されているクリーンガス還流管８０を介して集塵機６の上流側への還流量、を適切に調和させて調整することもできる。これにより、集塵機６に送られる熱分解ガスの温度を、より確実に、集塵機６で処理されるのに適切な温度にまで冷却することができるようになっている。
【００７８】
そして、ガス冷却塔５において所望の温度にまで冷却された熱分解ガスは、集塵機６及びガス洗浄設備７を経て、クリーンガスとして再生され、ガス洗浄設備７の後段に設置されたガス搬送管５０へと排出される。そして、ガス搬送管５０へと排出されたクリーンガス（熱分解ガス）の一部或いは全部は、クリーンガス還流管８０に流入して、ガス冷却塔５と集塵機６との間のガス搬送管５０へ送られて熱分解ガスを冷却するために用いられ、或いはガス洗浄設備７の後段に設置されたガス搬送管５０を通って系外へ排出される。
【００７９】
第４の実施の形態
図５は、本発明の第４の実施の形態を概略的に示す図であって、廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。
【００８０】
本実施の形態の廃棄物処理システム１では、図５に示すように、ガス冷却熱交換器４とスプレーノズル１２とを連結する蒸気搬送管６０と蒸気コンプレッサ２４とを設ける代わりに、ガス洗浄設備７の後段に設けられたガス搬送管５０とスプレーノズル１２とを連結し、ガスコンプレッサ２１が取り付けられたクリーンガス返送管７０が設けられている。このクリーンガス返送管７０は、図５に示すように、途中までクリーンガス還流管８０と同一の管によって構成されている。
そして、クリーンガス返送管７０とクリーンガス還流管８０とは途中で分岐するようにして延びており、クリーンガス返送管７０はスプレーノズル１２に接続し、クリーンガス還流管８０はガス冷却塔５と集塵機６との間に設けられたガス搬送管５０に接続している。
【００８１】
スプレーノズル１２では、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるクリーンガスが、噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０に利用されるようになっている。すなわち、噴霧ガス用流路３５、及びノズル本体３２と保護管３３との間に形成された環状流路３７には、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるクリーンガスが流入するようになっている。従って、スプレーノズル１２における噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、酸素成分をほとんど含まず比較的不活性な成分（気体）によって構成されているクリーンガスが利用されるようになっている。
【００８２】
他の構成は、図４に示されているの実施の形態と略同一である。
【００８３】
図５において、図４に示されているの実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
熱分解キルン２、改質器３、及びガス冷却熱交換器４を経てガス冷却塔５に送られてくる熱分解ガスは、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８によって更に冷却される。この時、スプレーノズル１２から噴霧される噴霧水８の径や速度等の諸性質は、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２に送られてくるクリーンガスを利用した噴霧ガス９によって調節されている。当該クリーンガスは酸素成分をほとんど含まず比較的不活性な成分（気体）によって構成されているので、スプレーノズル１２は、噴霧ガス９の活性化を防ぐことができると共に、酸素成分による熱分解ガスの品質低下や当該熱分解ガス（改質ガス）の発火を効果的に抑制することができる。
【００８５】
また、スプレーノズル１２の腐食を防止する目的で環状流路３７に流されるスプレーノズル保護流体１０にも、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２に送られてくるクリーンガスが利用されている。従って、スプレーノズル保護流体１０の活性化を防ぐことができると共に、当該スプレーノズル保護流体１０の発火やノズル本体３２及び保護管３３の酸化腐食を効果的に防ぐことができる。
【００８６】
特に、このようにしてスプレーノズル１２からガス冷却塔５内に排出（噴霧）される噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０は、集塵機６及びガス洗浄設備７を経て洗浄され再生（生成）されたクリーンガスであるため、ガス冷却熱交換器４から送られてくる熱分解ガスと、スプレーノズル１２から排出される噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０と、はその構成成分が非常に類似している。このため、ガス冷却塔５内における各種成分の化学反応等を抑制した状態で安定的に、スプレーノズル１２からガス冷却塔５内の熱分解ガスに対し噴霧水８を噴霧させることができる。
【００８７】
そして、ガス冷却塔５において二流体ノズルから噴霧された噴霧水８によって冷却された熱分解ガスは、ガス冷却塔５からガス搬送管５０を介して集塵機６に送られる。この時、ガス冷却塔５と集塵機６との間のガス搬送管５０を流れる熱分解ガスには、クリーンガス還流管８０を介して送られてくるクリーンガスが流入し、当該熱分解ガスは冷却される。
【００８８】
ガス冷却塔５において所望の温度にまで冷却された熱分解ガスは、集塵機６及びガス洗浄設備７を経て、クリーンガスとして再生され、ガス洗浄設備７の後段に設置されたガス搬送管５０へと排出される。そして、ガス搬送管５０へと排出されたクリーンガス（熱分解ガス）の一部或いは全部が、クリーンガス還流管８０及びクリーンガス返送管７０に流入する。クリーンガス還流管８０に流入したクリーンガスは、ガス冷却塔５と集塵機６との間のガス搬送管５０へ送られ、集塵機６に流入する上流側へ送られて、熱分解ガスを直接的に冷却するために用いられる。一方、クリーンガス返送管７０に流入したクリーンガスは、スプレーノズル１２へ送られて、スプレーノズル１２の噴霧ガス９及びスプレーノズル保護流体１０に利用され、熱分解ガスを間接的に冷却するために用いられる。
【００８９】
第５の実施の形態
図６は、本発明の第５の実施の形態を概略的に示す図であって、廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。
【００９０】
本実施の形態の廃棄物処理システム１では、図６に示すように、ガス冷却熱交換器４は、廃熱回収ボイラ４１と、廃熱回収ボイラ４１の後段にガス搬送管５０を介して設けられたエコノマイザ４２と、を有している。
【００９１】
廃熱回収ボイラ４１は、上述した竪型煙管式廃熱回収ボイラである。そして当該廃熱回収ボイラ４１は、改質器３から送られてくる熱分解ガスの保有する熱エネルギーを利用して、後述する給水管網９０を経て送られてくる冷却用水成分から水蒸気を生じさせて、当該熱分解ガスを冷却するようになっている。この時、廃熱回収ボイラ４１は、後述するエコノマイザ４２で予熱された冷却用水成分を利用して水蒸気を生じさせることができるようになっている。
【００９２】
エコノマイザ４２は、給水管網９０を介して廃熱回収ボイラ４１に送られる冷却用水成分を予熱するとともに、ガス搬送管５０を介して廃熱回収ボイラ４１から送られてきた熱分解ガスを冷却するための装置である。
【００９３】
エコノマイザ４２と廃熱回収ボイラ４１とは給水管網９０によって接続されており、外部から供給された冷却用水成分は、給水管網９０を介してエコノマイザ４２と廃熱回収ボイラ４１とに送られることができるようになっている。エコノマイザ４２では、送られてきた冷却用水成分によって廃熱回収ボイラ４１から送られてきた熱分解ガスが冷却されるとともに、当該冷却に用いられた冷却用水成分が熱せられ予熱されることとなる。そして、熱分解ガスの冷却に用いられ予熱された冷却用水成分は、エコノマイザ４２から給水管網９０を介して廃熱回収ボイラ４１へ送られるようになっている。廃熱回収ボイラ４１では、エコノマイザ４２から送られてきた予熱されている冷却用水成分を利用して、改質器３から送られてきた熱分解ガスを冷却することができるようになっている。
【００９４】
なお、給水管網９０は、図６に示すように、冷却用水成分が供給される供給開口部９３からエコノマイザ４２を経由して廃熱回収ボイラ４１へと延びるエコノマイザ経由流路９１と、前記供給開口部９３からエコノマイザ４２をバイパスして廃熱回収ボイラ４１へと延びるエコノマイザバイパス流路９２と、を有しており、エコノマイザ経由流路９１とエコノマイザバイパス流路９２とは、流路の途中から分岐するようにして設けられている。エコノマイザ経由流路９１とエコノマイザバイパス流路９２との分岐部には三方弁４３が取り付けられている。当該三方弁４３をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、供給開口部９３を介して外部から供給された冷却用水成分を、エコノマイザ経由流路９１に流したりエコノマイザバイパス流路９２に流したりすることができるようになっている。また、エコノマイザバイパス流路９２には逆止弁４５が取り付けられており、冷却用水成分が廃熱回収ボイラ４１から三方弁４３へ向かって逆流してしまうことを防ぐようになっている。
【００９５】
制御装置１７は、三方弁制御部２０を更に有しており、給水管網９０に取付られた三方弁４３と接続している。三方弁制御部２０は、熱分解ガス温度計１６の計測値に基づいて、所定の演算を行って、三方弁４３のＯＮ／ＯＦＦを制御するようになっている。
【００９６】
他の構成は、図５に示されている第４の実施の形態と略同一である。
【００９７】
図６において、図５に示されている第４の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９８】
熱分解キルン２及び改質器３を経た熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介してガス冷却熱交換器４の廃熱回収ボイラ４１に送られる。廃熱回収ボイラ４１では、給水管網９０を経て送られてくる冷却用水成分から水蒸気を生じさせることにより、熱分解ガスを所定の冷却温度まで冷却する。
【００９９】
この時、廃熱回収ボイラ４１で用いられる冷却用水成分は、制御装置１７の三方弁制御部２０による三方弁４３のＯＮ／ＯＦＦの制御によって調整されている。具体的には、三方弁４３がＯＮ／ＯＦＦされることによって、給水管網９０のエコノマイザ経由流路９１を通ってエコノマイザ４２で予熱された状態で送られてくる冷却用水成分と、給水管網９０のエコノマイザバイパス流路９２を通ってエコノマイザ４２で予熱されることなく送られてくる冷却用水成分と、が選択され、廃熱回収ボイラ４１で用いられる。
【０１００】
エコノマイザ経由流路９１を経て送られてくる冷却用水成分を廃熱回収ボイラ４１で用いる場合には、冷却用水成分がエコノマイザ４２で予熱され比較的高温となっているので、廃熱回収ボイラ４１では比較的短時間で冷却用水成分から水蒸気を生じさせることができる。また、廃熱回収ボイラ４１においてだけでなくエコノマイザ４２においても熱分解ガスを冷却するようになっているので、熱分解ガスを多段階に渡って効果的に冷却することができる。
【０１０１】
一方、エコノマイザバイパス流路９２を経て送られてくる冷却用水成分を廃熱回収ボイラ４１で用いる場合、廃熱回収ボイラ４１では、比較的低い温度の冷却用水成分によって熱分解ガスの冷却が行われるので、熱分解ガスを急速に冷却することができる。
【０１０２】
制御装置１７の三方弁制御部２０は、ガス冷却熱交換器４（廃熱回収ボイラ４１、エコノマイザ４２）及びガス冷却塔５において熱分解ガスが適切に冷却されるように、上記の特性や熱分解ガス温度計１６の計測値等を考慮して所定の演算を行い、三方弁４３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。このようにして、改質器３から廃熱回収ボイラ４１に送られてきた熱分解ガスは、所望の温度にまで冷却される。
【０１０３】
廃熱回収ボイラ４１で冷却された熱分解ガスは、ガス搬送管５０を介してエコノマイザ４２へと送られる。三方弁４３のＯＮ／ＯＦＦが制御されて、冷却用水成分がエコノマイザ経由流路９１を流れている場合、エコノマイザ４２では当該冷却用水成分によって熱分解ガスが冷却され、当該冷却用水成分は予熱されて廃熱回収ボイラ４１へと送られる。一方、冷却用水成分がエコノマイザ経由流路９１を流れておらずエコノマイザバイパス流路９２を流れている場合、エコノマイザ４２では当該冷却用水成分による熱分解ガスの冷却は行われない。
【０１０４】
そして、エコノマイザ４２を経た熱分解ガスは、ガス冷却塔５、集塵機６及びガス洗浄設備７を経てクリーンガスに再生される。当該クリーンガスの一部或いは全部は、クリーンガス返送管７０を介してスプレーノズル１２に供給されると共に、クリーンガス還流管８０を介して集塵機６の上流側のガス搬送管５０に供給され、熱分解ガスの冷却に供される。
【０１０５】
なお、制御装置１７は、噴霧水供給量制御部１８と還流量制御部１９と三方弁制御部２０とを協働させることもでき、三方弁制御部２０を含む各制御部は、互いの演算値を考慮して、自らの演算を行うこともできる。従って、噴霧水供給量制御部１８によって制御されているスプレーノズル１２からの噴霧水８の噴霧量、還流量制御部１９によって制御されているクリーンガス還流管８０を介して集塵機６の上流側への還流量、及びガス冷却熱交換器４（廃熱回収ボイラ４１、エコノマイザ４２）における冷却用水成分の調節を、それぞれ調和させた状態で調整することもできる。このため、集塵機６に送られる熱分解ガスの温度を、更に確実に、集塵機６で処理されるのに適切な温度まで冷却することができる。
【０１０６】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【０１０７】
スプレーノズル１２における噴霧ガス９及び／又はスプレーノズル保護流体１０に、クリーンガス返送管７０を介して送られてくるクリーンガスを利用する代わりに、ガス冷却熱交換器４（廃熱回収ボイラ４１、エコノマイザ４２）で生じた水蒸気を利用することもできる。すなわち、上記の第１の実施の形態やの実施の形態で説明したように、ガス冷却熱交換器４（廃熱回収ボイラ４１、エコノマイザ４２）で生じた水蒸気を、蒸気搬送管６０や蒸気コンプレッサ２４を介してスプレーノズル１２に供給し、当該水蒸気を噴霧ガス９及び／又はスプレーノズル保護流体１０として利用することも可能である（図１及び図４参照）。
【０１０８】
また、酸素を含まない水蒸気やクリーンガス、或いは酸素を含まない他の不活性気体を、廃棄物処理システム１の系外からスプレーノズル１２に別途供給して、噴霧ガス９及び／又はスプレーノズル保護流体１０として利用することもできる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の被処理物処理システム、被処理物処理方法によれば、多流体ノズルが酸素を含まない噴霧ガスを利用して熱分解ガスに対して冷却用噴霧液を噴霧するようになっているので、熱分解ガスを効果的に冷却することができるとともに、酸素成分による当該熱分解ガスの品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における廃棄物処理システム（被処理物処理システム）全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】二流体ノズル（多流体ノズル）であるスプレーノズルの構成を概略的に示す図である。
【図３】第２の実施の形態における廃棄物処理システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図４】第３の実施の形態における廃棄物処理システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図５】第４の実施の形態における廃棄物処理システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図６】第５の実施の形態における廃棄物処理システム全体の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１  廃棄物処理システム
２  熱分解キルン
３  改質器
４  ガス冷却熱交換器
５  ガス冷却塔
６  集塵機
７  ガス洗浄設備
１０  スプレーノズル保護流体
１２  スプレーノズル
１４  噴霧水流量調節弁
１６  熱分解ガス温度計
１７  制御装置
１８  噴霧水供給量制御部
１９  還流量制御部
２０  三方弁制御部
２２  還流量調節弁
２４  蒸気コンプレッサ
２１  ガスコンプレッサ
３４  噴霧水用流路
３５  噴霧ガス用流路
４１  廃熱回収ボイラ
４２  エコノマイザ
４３  三方弁
６０  蒸気搬送管
７０  クリーンガス返送管
８０  クリーンガス還流管
９１  エコノマイザ経由流路
９２  エコノマイザバイパス流路
【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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