(57)【要約】【課題】ガス化溶融炉において、熱分解前の廃棄物が一定の水分量となるように効率的かつクリーンに廃棄物を乾燥するシステムを備えた廃棄物処理システムを提供すること。【解決手段】廃棄物２中の水分を除去する加熱式キルン型の乾燥機４と、乾燥された廃棄物２を溶融して分解するガス化溶融炉８，９と、前記ガス化溶融炉８，９から排出される排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置１５とを含んでなり、前記乾燥機４に、前記反応集塵装置１５出口の排ガスを加熱して乾燥媒体として導入することにより、前記廃棄物２中の水分を除去する廃棄物処理システム１。【選択図】　　　図１
2004144402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物中の水分を除去する加熱式キルン型の乾燥機と、
乾燥された廃棄物を溶融して分解するガス化溶融炉と、
前記ガス化溶融炉から排出される排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置と
を含んでなり、
前記乾燥機に、前記反応集塵装置出口の排ガスを加熱して、乾燥媒体として導入することにより、前記廃棄物中の水分を除去する廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記乾燥機から排出される乾燥媒体を、該乾燥機に再循環させるラインをさらに含んでなり、
該ラインが、水分検出装置と、前記乾燥媒体の流量を調整する流量調整装置と、前記水分検出装置で測定される前記乾燥媒体の水分量が一定となるように前記流量調整装置を制御する制御装置とを含んでなる請求項１に記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記加熱式キルン型の乾燥機が、直接加熱式キルン型の乾燥機である請求項１または２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記加熱式キルン型の乾燥機が、間接加熱式キルン型の乾燥機である請求項１または２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
廃棄物中の水分を除去する間接加熱式キルン型の乾燥機と、
乾燥された廃棄物を溶融して分解するガス化溶融炉と、
前記ガス化溶融炉から排出される排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置と
を含んでなり、
前記乾燥機に、熱交換器により加熱した空気または不活性ガスを乾燥媒体として導入することにより、前記廃棄物中の水分を除去する廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記乾燥機から排出される乾燥媒体を、該乾燥機に再循環させるラインをさらに含んでなり、
該ラインが、水分検出装置と、前記乾燥媒体の流量を調整する流量調整装置と、前記水分検出装置で測定される前記乾燥媒体の水分量が一定となるように前記流量調整装置を制御する制御装置とを含んでなる請求項５に記載の廃棄物処理システム。
【請求項７】
前記熱交換器が、前記ガス化溶融炉から排出される排ガスの熱を利用したものである請求項５または６に記載の廃棄物処理システム。
【請求項８】
前記熱交換器が、前記ガス化溶融炉内にある二次燃焼室の熱を利用したものである請求項５または６に記載の廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガス化溶融炉で溶融される前の廃棄物を乾燥するための乾燥機を備えた廃棄物処理システムに関する。さらには、本発明は、クリーンで効率的に廃棄物を乾燥する乾燥機を備え、経済的に廃棄物の処理を行うことができる廃棄物処理システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
ガス化溶融炉は、ガス化炉で４５０〜５５０℃の無酸素状態にして蒸し焼きにすることにより廃棄物を溶解して処理するシステムであり、廃棄物を燃焼させる方式と比較して、ダイオキシンなどの有害ガスが発生しにくいという特性がある。このため、環境問題に対応しうる廃棄物処理方法の一つとして好ましく使用されている。
【０００３】
例えば、流動床式ガス化溶融炉は、流動床式ガス化炉、縦型旋回溶融炉から構成される。ガス化炉では燃焼空気で部分燃焼することにより炉内温度が維持され、熱分解ガス、灰分を含むチャー及び不燃物が発生する。不燃物は炉下部から砂と共に排出され、砂と分離後砂はガス化炉に戻される。溶融炉では熱分解ガス及び灰分を含むチャーが低空気比で高温燃焼することにより、飛灰を溶融しスラグ化する。チャー燃焼炉では塩素分の少ないチャーを燃焼することにより、クリーンな排ガスから高温・高圧の過熱蒸気の回収が可能となる。
【０００４】
ガス化溶融炉を使用する際に、廃棄物が水分を多く含むと、すなわちごみ質が悪いと、水分の除去に多くの熱量を必要とする。このような場合は、燃焼時に臭気を伴いやすいことや、灰溶融炉温度を灰の溶流点である１２００〜１５００℃に維持するために、灰溶融炉に補助燃料を加える必要があり、環境負荷、ランニングコストが増大することなどの問題があった。このため、ガス化溶融炉では、処理される廃棄物のごみカロリが低い時、溶融炉の溶融温度を保つ為に、補助燃料を必要としていた。
【０００５】
このような問題を解決するためには、ガス化溶融炉に投入する前の廃棄物のゴミ質が改善されることが望ましいが、回収される廃棄物を一定のごみ質に保つことは非常に困難である。そこで、回収された廃棄物を乾燥させた後、ガス化溶融炉に投入する方法が採用されている。
【０００６】
特許文献１は、溶融炉二次燃焼室の燃焼排ガスを引抜き、溶融炉に入る前のゴミの乾燥媒体として廃棄物を乾燥する方法について開示している。しかし、この乾燥媒体には煤塵があり、これを除去するサイクロンが必要であった。さらには、この煤塵が原因で、ダクト、ファン等補機類の閉塞、故障が起こる場合があった。
【０００７】
特許文献２は、灰溶融炉の後段の排出路を通過する排ガスの熱を用いて、溶融前のゴミを乾燥する廃棄物処理設備を開示している。しかし、かかる方法によっても、煤塵を除去するサイクロン、ファン等補機類の閉塞、故障によるメンテナンスの必要性があった。
【０００８】
特許文献３は、煙道からの燃焼排ガスを加熱源として廃棄物中の水分を除去した後、廃棄物の熱分解を行う廃棄物処理装置及び方法について開示している。しかし、この方法も同様に煤塵の混入による問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１７１０１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８２８２４号公報
【特許文献３】
特開平８−４９８２４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガス化溶融炉において、熱分解する前の廃棄物が一定の水分量となるように効率的かつクリーンに廃棄物を乾燥する乾燥機を備えた廃棄物処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、廃棄物中の水分を除去する加熱式キルン型の乾燥機と、乾燥された廃棄物を溶融して分解するガス化溶融炉と、前記ガス化溶融炉から排出される排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置とを含んでなり、前記乾燥機に、前記反応集塵装置出口の排ガスを加熱して乾燥媒体として導入することにより、前記廃棄物中の水分を除去する廃棄物処理システムを提供する。
反応集塵装置出口の排ガスを、熱交換器により３００〜６００℃に加熱し、例えば、ごみ処理量が１５０ｔ／日規模の廃棄物処理システムでは、５０〜２００ｍ３／ｍｉｎでキルン内に供給することが好ましい。かかる熱交換器は、ガス化溶融炉出口付近の熱を利用したものとすることが好ましい。
【００１２】
前記乾燥機から排出される乾燥媒体を、該乾燥機に再循環させるラインをさらに含んでなり、該ラインが、水分検出装置と、前記乾燥媒体の流量を調整する流量調整装置と、前記水分検出装置で測定される前記乾燥媒体の水分量が一定となるように前記流量調整装置を制御する制御装置とを含んでなる廃棄物処理システムであることがさらに好ましい。
具体的には、流量調整装置としてダンパを用いることができる。また、温度検出装置を前記ラインに設け、温度条件によりガス流量を制御することもできる。乾燥された廃棄物の水分量が５〜２０％のあいだの一定値となるように、乾燥媒体の流量または乾燥媒体の温度を調節して、廃棄物を乾燥することが好ましい。また、乾燥機が直接加熱式キルン型の乾燥機の場合には、かかるラインには、乾燥に使用された後の乾燥媒体から煤塵を除去するための、除塵装置、サイクロン、ファンを含むことが好ましい。
さらに、使用された後の乾燥媒体を乾燥機に再循環させる前に、エアヒータ等で３００〜６００℃に加熱することが好ましい。
【００１３】
上記加熱式キルン型の乾燥機としては、直接加熱式キルン型の乾燥機を使用することができる。直接加熱式キルン型の乾燥機は、乾燥効率が良いという利点がある。
【００１４】
あるいは、上記加熱式キルン型の乾燥機として、間接加熱式キルン型の乾燥機を使用することができる。間接加熱式キルン型の乾燥機は、乾燥媒体である反応集塵装置出口の排ガスが、廃棄物と直接には接触しないため、乾燥媒体をクリーンな状態に保ったまま前記ラインに循環させて再利用することができるという利点がある。
【００１５】
本発明の別の局面においては、廃棄物中の水分を除去する間接加熱式キルン型の乾燥機と、乾燥された廃棄物を溶融して分解するガス化溶融炉と、前記ガス化溶融炉から排出される排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置とを含んでなり、前記乾燥機に、熱交換器により加熱した空気または不活性ガスを乾燥媒体として導入することにより、前記廃棄物中の水分を除去する廃棄物処理システムを提供する。
【００１６】
前記乾燥機から排出される乾燥媒体を、該乾燥機に再循環させるラインをさらに含んでなり、該ラインが、水分検出装置と、前記乾燥媒体の流量を調整する流量調整装置と、前記水分検出装置で測定される前記乾燥媒体の水分量が一定となるように前記流量調整装置を制御する制御装置とを含んでなる廃棄物処理システムであることがさらに好ましい。
具体的には、流量調整装置としてダンパを用いることができる。また、温度検出装置を前記ラインに設け、温度条件によりガス流量を制御することもできる。乾燥された廃棄物の水分量が５〜２０％のあいだの一定値となるように、乾燥媒体の流量または乾燥媒体の温度を調節して、廃棄物を乾燥することが好ましい。
【００１７】
前記熱交換器が、前記ガス化溶融炉から排出される排ガスの熱を利用したものであることがさらに好ましい。あるいは、前記熱交換器が、前記ガス化溶融炉内にある二次燃焼室の熱を利用したものであることがさらに好ましい。
【００１８】
本発明に係る廃棄物処理システムによれば、煤塵等を含まないクリーンな排ガスを加熱して乾燥媒体とするため、クリーンな乾燥媒体を使用することができ、除塵にさらなる装置を必要とすることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を、図面を参照してさらに詳細に説明する。同じ部材には同じ符号を付して表した。
【００２０】
図１に、本発明の第一の実施形態に係る直接加熱式キルン型の乾燥機を含んでなる廃棄物処理システムの概略図を示す。本実施形態に係る廃棄物処理システム１は、廃棄物２を蓄積し乾燥機４に供給する供給装置３と、廃棄物中の水分を除去する直接加熱式キルン型の乾燥機４と、乾燥機を経た廃棄物を熱分解炉６に供給する供給装置５と、廃棄物を熱分解する熱分解炉６と、熱分解炉６で排出される灰を溶融する灰溶融炉８と、灰溶融炉８から排出される排ガスを熱交換するボイラ１４と、排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置１５と、さらに排ガス中の有害性分を除去する排ガス処理装置１７と、処理された排ガスを大気中に放出する煙突１８とを含んでなる。さらに、反応集塵装置１５の後段には、反応集塵装置１５出口の排ガスを乾燥媒体として、乾燥機４に導入するための排ガス輸送パイプ１６が設けられる。乾燥機４からは、乾燥に使用した乾燥媒体である排ガスを排ガス輸送パイプ１６に戻すラインが設置される。灰溶融炉８の後段には、反応集塵装置１５出口から引き抜いた排ガスを熱交換するための熱交換器１３が設置される。
【００２１】
ここで、廃棄物２の水分を除去するものであって、従来から知られている直接加熱式キルン型の乾燥機４を使用することができる。直接加熱式キルン型の乾燥機４は、キルン内に乾燥媒体を導入して、廃棄物２中の水分を蒸発除去させるように作用する。乾燥媒体としては、排ガス輸送パイプ１６により運ばれてくる反応集塵装置１５出口の排ガスを使用する。直接加熱式キルン型の乾燥機４には、乾燥媒体の供給口と排出口が設けられ（図示せず）、さらに、乾燥機４の出口には排出された乾燥媒体の水分量を測定する水分検出装置２０と、排出された乾燥媒体の温度を測定する温度検出装置２１とが設けられる。
【００２２】
直接加熱式キルン型の乾燥機４の排出口の後段には、乾燥媒体を乾燥機４に再循環させるためのラインが設けられる。このラインは、除塵装置２５とファン２３を含んでなる。さらに、ファン２３の後段であって、除塵された乾燥媒体が乾燥機４に送られるラインには、流量調整装置であるダンパ２４が設置されて、この除塵された乾燥媒体の流量、または温度を調整して、排ガス輸送パイプ１６に戻すように設計される。ダンパ２４と排ガス輸送パイプ１６とのあいだに、エアヒータ（図示せず）を含んでもよい。一方、ファン２３で除かれた煤塵は、灰溶融炉８に送るように設計される。
【００２３】
乾燥機４とその乾燥媒体である排ガスの流れについて経時的に説明する。乾燥機４には、廃棄物２が供給されるとともに、乾燥媒体が導入される。乾燥媒体は、反応集塵装置１５出口の排ガスの一部が抜き出されたものである。この排ガスには煤塵がほとんど含まれていない。反応集塵装置１５出口の排ガスの一部は、例えば、ごみ処理量が１５０ｔ／日規模の廃棄物処理システムでは、乾燥機４内に５０〜２００ｍ３／ｍｉｎ程度の量で導入されることが好ましい。また、導入時の乾燥媒体の温度は、３００〜６００℃とすることが好ましい。
【００２４】
通常、反応集塵装置１５出口の排ガスは１００〜１５０℃であるため、灰溶融炉８の二次燃焼室９の後段に設けられる熱交換器１３である、ＧＧＨ（Ｇａｓ−ＧａｓＨｅａｔｅｒ）により灰溶融炉８出口排ガスと熱交換し、３００〜６００℃にまで昇温させることができる。しかし、熱交換器１３は、灰溶融炉８出口の排ガスを利用するものに限定されず、反応集塵装置１５出口の排ガスを所定の温度にまで昇温させることができるものであればよい。
【００２５】
乾燥機４内では、廃棄物２の水分が蒸発される。このとき、廃棄物２中の水分が５〜２０％程度に減少するように乾燥されることが好ましい。乾燥媒体の導入量、または乾燥媒体の温度を増減することにより、蒸発させる水分の量を調整することができる。
【００２６】
乾燥媒体はキルン内に直接供給されるため、廃棄物２から蒸発される水分を含み、廃棄物２からある程度の煤塵をさらっていくこととなる。このため、乾燥機４から排出される使用後の乾燥媒体は、水分と煤塵を含み、温度が１００℃付近にまで低下しているガスである。したがって、この乾燥機４から排出される乾燥媒体は、乾燥機４出口に設置された除塵装置２５で除塵され、乾燥排ガスとして灰溶融炉の二次燃焼室９に送られる。ファン２３は、乾燥媒体である排ガスを反応集塵装置１５から乾燥機４へ導入し、二次燃焼室９及び排ガス輸送パイプに戻して循環させるために設置される。
【００２７】
除塵された乾燥媒体の一部は、ダンパ２４で必要な量が調整されて、ダンパ２４の後段のエアヒータ（図示せず）で３００〜６００℃にまで加熱され、排ガス輸送パイプ１６に循環されて、再度乾燥機４に導入される。乾燥媒体である排ガスは、乾燥機４出口でも除塵装置２５で除塵しているため、乾燥機４に付随するダクト（図示せず）、ファン２３等の補機の閉塞、故障が起こりにくい。また、このように循環して再利用する理由は、乾燥媒体の温度を操作することで廃棄物の乾燥量を制御するからである。
【００２８】
ここで、本実施形態によれば、廃棄物の乾燥量が一定となるように乾燥のシステムが制御されている。乾燥機４出口に設置される乾燥媒体の水分検出装置２０または温度検出装置２１が一定となるよう、制御装置２２でダンパ２４を操作して、廃棄物２の乾燥量が均一化するようにする。すなわち、廃棄物２の水分量が５〜２０％のあいだの一定の値になるようにする。本実施の形態に使用する乾燥機４では、乾燥媒体の温度が１５０℃以上であれば、乾燥媒体に含まれるの水分量は乾燥にはほとんど影響を及ぼさず、主に乾燥媒体の量が乾燥に影響する。したがって、乾燥媒体の乾燥機４への導入量を調節することにより、廃棄物２の水分量を一定の値にまで減少させることが好ましい。
【００２９】
このようにして、廃棄物２中の水分量を一定の適切な値とすることで、乾燥に引き続いて行われる廃棄物２の処理が効率的、かつ経済的なものとなる。廃棄物２の処理は、通常のガス化溶融炉と同様に行われる。廃棄物２の流れに沿って、本発明に係る廃棄物処理システム１を説明する。
【００３０】
乾燥された廃棄物２は供給装置５により流動床式の熱分解炉６に送られ、約４００〜６００℃の熱分解炉砂層にて熱分解炉一次空気７により部分燃焼される。灰分を含む熱分解ガスは灰溶融炉８に送られ、灰溶融炉燃焼空気１０により１３００℃以上に高温燃焼する。ここで灰は溶融し、スラグが生成される。ごみカロリやごみ供給量が小さく、灰溶融炉が１３００℃以上とならない場合、補助燃料１１が供給される。灰溶融炉８で発生した排ガスは二次燃焼室９に送られ二次燃焼室燃焼空気１２により完全燃焼される。二次燃焼室９では、乾燥機４から排出された水分等も供給され、燃焼される。このように、前段にある乾燥機４により廃棄物２が乾燥されることで、ごみ発熱量（低位発熱量）１０００〜１５００ｋｃａｌ／ｋｇ・ｗｅｔ程度以上の廃棄物であれば、溶融炉において補助燃料使用なしで運転ができる。
【００３１】
灰溶融炉の二次燃焼室９から排出された排ガスは、熱交換器１３で、後段の反応集塵装置１５出口から引き抜かれた排ガスを熱交換する。余熱はボイラ１４が設置されたシステムではボイラ１４により回収され、発電に使用される。さらに、反応集塵装置１５では、煤塵を取り除き、排ガス処理装置１７で、さらに有害物質を除去した後、煙突１８から大気に放出される。
【００３２】
なお、本発明における用語「ガス化溶融炉」とは、熱分解炉６と灰溶融炉８とを併せた概念をいい、乾燥後の廃棄物を熱分解し、生じた灰等を溶融するものであればよい。本実施形態では、ガス化溶融炉として、流動床式の溶融炉を示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他に、例えば、ガス化改質溶融炉などにも使用することができる。
【００３３】
第一の実施形態に係る廃棄物処理システムによれば、乾燥により廃棄物中の水分が少なくなり、ごみカロリが増大するため、乾燥機４の入口におけるごみカロリ（ＬＨＶ）が１０００〜１５００ｋｃａｌ／ｋｇ・ｗｅｔであっても灰溶融炉８出口の補助燃料が不要となる。また、ランニングコストも軽減することができる。特に、直接加熱式キルン型の乾燥機を使用する本実施形態においては、乾燥効率が良いというメリットがある。
【００３４】
また、乾燥媒体として反応集塵装置１５出口ガスを灰溶融炉９出口排ガスと熱交換しているため、余熱の有効利用が図られる。このように、クリーンな排ガスを乾燥媒体としているため、乾燥機に供給する前段にサイクロンを設ける必要がない。さらには、ダクト、ファン等補機類の閉塞、故障が起こりにくく、システム全体のメンテナンスがしやすい。
【００３５】
さらに、乾燥媒体の水分量または温度を乾燥機４出口で測定し、制御することで、熱分解炉に投入される乾燥された廃棄物の性状を均一とすることができる。これによれば、安定燃焼が可能となり、ＣＯ、ＮＯｘ、ＤＸＮ等の有害ガスが発生せず、ＣＯ２の発生量が少なくなり環境への負荷が軽減する。
【００３６】
図２に、第二の実施形態にかかる間接加熱式キルンを含んでなる廃棄物処理システムの概略図を示す。本実施形態による廃棄物処理システム１ａは、廃棄物２を蓄積し乾燥機４ａに供給する供給装置３と、廃棄物２中の水分を除去する間接加熱型キルン式の乾燥機４ａと、乾燥機４ａを経た廃棄物２を熱分解炉６に供給する供給装置５と、廃棄物２を熱分解する熱分解炉６と、熱分解炉で排出される灰を溶融する灰溶融炉８と、灰溶融炉８から排出される排ガスを熱交換するボイラ１４と、排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置１５と、さらに排ガス中の有害性分を除去する排ガス処理装置１７と、排ガスを大気中に放出する煙突１８とを含んでなる。反応集塵装置１５の後段には、反応集塵装置出口の排ガスの一部を引き抜き、乾燥機４ａに導入するための排ガス輸送パイプ１６が設けられる。灰溶融炉８の後段には、反応集塵装置１５出口から引き抜いた排ガスを熱交換するための熱交換器１３が設置される。乾燥機４ａの後段には、乾燥に使用した乾燥媒体を排ガス輸送パイプ１６に再循環させるラインが設置される。
【００３７】
ここで、本実施形態における乾燥機４ａは、廃棄物２の水分を除去するものであって、従来から知られている間接加熱式キルン型の乾燥機４ａを使用することができる。乾燥機４ａでは、廃棄物２中の水分が５〜２０％程度に減少するように乾燥する。乾燥媒体としては、第一の実施形態と同様に、反応集塵装置１５出口の排ガスの一部を抜き出して使用する。
【００３８】
乾燥機４ａとその乾燥媒体である排ガスの流れについて経時的に説明する。乾燥機４ａには、廃棄物２が供給されるとともに、キルンの周りの円筒内に乾燥媒体が導入される。
乾燥媒体は、反応集塵装置１５出口の排ガスの一部が抜き出されたものである。乾燥機４ａへの導入時の乾燥媒体の温度は、３００〜６００℃とすることが好ましい。供給される乾燥媒体である排ガスは、灰溶融炉８の二次燃焼室９の後段に設けられた間接熱交換器１３により灰溶融炉８出口の排ガスと熱交換し、昇温させることができる。また、乾燥機４ａに導入される乾燥媒体となる排ガスは煤塵がほとんど含まれておらず、クリーンである。乾燥媒体は、例えば、ごみ処理量が１５０ｔ／日規模の廃棄物処理システムにおいては、乾燥機４ａ内に５０〜４００ｍ３／ｍｉｎ程度（ごみ処理量１５０ｔ／日規模）の量で供給されることが好ましい。
【００３９】
乾燥機４ａ内では、廃棄物２中の水分が蒸発される。このとき、廃棄物２中の水分が５〜２０％程度に減少するように乾燥されることが好ましい。蒸発された水分は、煤塵とともに灰溶融炉８に送られ、灰溶融炉の二次燃焼室９で完全燃焼されて処理される。乾燥機４ａから灰溶融炉８に送られるまでのラインには、サイクロンやファン（図示せず）などを設置してもよい。
【００４０】
本実施形態にかかる乾燥機４ａの後段には、第一の実施形態で説明したのと同様に、乾燥機４ａから排出される使用後の乾燥媒体を再循環して乾燥機４ａに供給するラインが設けられる。しかしながら、本実施形態では、第一の実施形態と異なり、かかるライン中に除塵装置等を設ける必要はない。間接加熱式キルン型の乾燥機４ａでは、乾燥媒体が廃棄物２と接しないため、廃棄物２から煤塵を拾ってくることもなく、水分を回収してくることもない。従って、乾燥機４ａから排出される使用後の乾燥媒体はクリーンなままで、再度ラインに循環させることができる。
【００４１】
ここで、本実施形態によれば、廃棄物２の乾燥量が廃棄物２の水分量が５〜２０％程度の一定の値になるように制御される。このような制御については、第一の実施形態で説明したのと同様に行うことができる。また、廃棄物２の処理システムに関するフローは、廃棄物２が間接加熱式キルン型の乾燥機４ａで乾燥されること以外は、第一の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
本発明の第二の実施形態によれば、間接加熱式キルン型の乾燥機４ａを使用するため、廃棄物の乾燥媒体として使用する反応集塵機１５出口の排ガスをクリーンなまま再循環させることができる。また、いったん、反応集塵機１５出口から乾燥媒体として使用する排ガスを導入すれば、新たに乾燥媒体を補充することなく、循環させるだけでよい点で有利である。
【００４３】
また、このとき、循環させるラインには除塵装置等を必要とせず、ラインが煤塵で汚されることもないため、全体としてシステムを低コストに抑えながら、所望の程度にまで廃棄物２の乾燥をすることができる。
【００４４】
さらには、廃棄物の乾燥媒体として使用する反応集塵機１５出口の排ガスをクリーンなまま再循環させていること、高温の乾燥媒体が直接廃棄物に触れることがないことから、全てのラインで有害ガスが発生しにくく、安全性の高いシステムである。第二の実施形態にかかる間接加熱式キルン型の乾燥機４ａを含んでなる廃棄物処理システム１ａは、変成させることが好ましくない廃棄物を処理対象とする際に、特に有利である。
【００４５】
図３に、第三の実施形態にかかる間接加熱式キルン型の乾燥機を有する廃棄物処理システムの概略図を示す。本実施形態による廃棄物処理システム１ｂは、廃棄物２を蓄積し乾燥機４ａに供給する供給装置３と、廃棄物２中の水分を除去する間接加熱型キルン式の乾燥機４ａと、乾燥機を経た廃棄物２を熱分解炉６に供給する供給装置５と、廃棄物を熱分解する熱分解炉６と、熱分解炉６で排出される灰を溶融する灰溶融炉８と、灰溶融炉から排出される排ガスを熱交換するボイラ１４と、排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置１５と、さらに排ガス中の有害性分を除去する排ガス処理装置１７と、処理された排ガスを大気中に放出する煙突１８とを含んでなる。さらに、乾燥機４ａに空気を供給するための高温空気輸送パイプ１６ａが設けられ、空気バルブ２８の開閉により、大気から取り入れた空気が、熱交換器１３で昇温されて、乾燥機４ａに乾燥媒体として導入される。乾燥機４ａからは、乾燥媒体として使用したガスを、高温空気輸送パイプ１６ａに循環させるラインが設置される。
【００４６】
本実施の形態においては、乾燥機４ａは間接加熱式キルン型である。乾燥媒体として、３００〜６００℃に昇温された空気が間接加熱式キルンの周りの円筒内に導入され、廃棄物中の水分が５〜２０％程度に減少するように乾燥される。廃棄物の水分を一定の量に保つように制御するシステムについては、第一、第二の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
ここで、本実施の形態では、乾燥媒体として大気から採取できる空気を使用する。しかし、乾燥媒体は空気には限定されず、窒素などの不活性ガスも同様に使用することができる。空気を用いるメリットは、クリーンでどこからでも大量に採取することができるため、排ガスをダクトで引いてくるよりも簡単で経済的なことである。
【００４８】
一方、空気を乾燥に適した温度にまで昇温する装置が必要とされる。このような装置としては、灰溶融炉８出口付近の高温の排ガスを利用した熱交換器を使用することができる。灰溶融炉８出口付近の排ガスは煤塵を多く含むため、直接に乾燥媒体として利用するには適さないが、この８００〜９００℃の高温排ガスを熱の供給に利用して常温の空気と熱交換し、３００〜６００℃に昇温した空気を乾燥機４ａに導入して乾燥媒体として使用することができる。
【００４９】
乾燥機４ａ内で廃棄物２が乾燥された結果生じた蒸発水分は、乾燥排ガスとして灰溶融炉８の二次燃焼室９に送られ、処理される。また、乾燥排ガス中の煤塵はサイクロン２３により分離され灰溶融炉８にて溶融される。煤塵が分離されたクリーンな排ガスはファンにより、二次燃焼室９に送られる。
【００５０】
いっぽう、乾燥媒体である高温空気は乾燥機４ａの後段に設けられたラインでその流量、温度を制御されて再度使用される。特に、乾燥後の乾燥媒体は１００℃付近まで温度が低下しているため、熱交換器１３で再度熱交換し、３００〜６００℃に加熱される。乾燥媒体として使用する空気は、いったん大気から採取した後は、補充することなく循環させて使用することもできる。あるいは、一部を廃棄しつつ、新たに大気から一部補充しながら使用することもできる。
【００５１】
第三の実施形態によれば、乾燥媒体として空気を使用しているため、ダクトなどで排ガスを引いてくるのに比べ、簡便で設備にコストがかからない。また、空気は排ガスと異なり腐食性の物質を含まないため、乾燥媒体として用いる際に取り扱いが楽であるという利点もある。さらには、空気を昇温するために、炉出口の排ガスと熱交換しているため、余熱の有効利用が図られる。
【００５２】
かかる第三の実施形態も、第二の実施形態と同様に間接加熱式キルン型の乾燥機４ａを使用し、さらに反応集塵装置１５出口の排ガスよりもクリーンな空気を乾燥媒体としているため、サイクロンが不要であり、ダクト、ファン等補機類の閉塞、故障が起こりにくい。
【００５３】
図４に、第四の実施形態にかかる間接加熱式キルンを有する廃棄物処理システムの概略図を示す。本実施形態による廃棄物処理システム１ｃは、廃棄物２を蓄積し乾燥機４ａに供給する供給装置３と、廃棄物２中の水分を除去する間接加熱型キルン式の乾燥機４ａと、乾燥された廃棄物２を熱分解炉６に供給する供給装置５と、廃棄物２を熱分解する熱分解炉６と、熱分解炉６で排出される灰を溶融する灰溶融炉８と、灰溶融炉８から排出される排ガスを熱交換するボイラ１４と、排ガス中の煤塵を除去する反応集塵装置１５と、さらに排ガス中の有害性分を除去する排ガス処理装置１７と、処理された排ガスを大気中に放出する煙突１８とを含んでなる。さらに、乾燥機４ａに昇温された空気を供給するための高温空気輸送パイプ１６ａが設けられ、空気バルブ２８により、大気から取り入れた空気が、灰溶融炉８の二次燃焼炉９の熱を利用する熱交換器１３ａで昇温されて循環される。乾燥機４ａからは、使用後の乾燥媒体を高温空気輸送パイプ１６ａに戻すラインが設置される。
【００５４】
かかる第四の実施形態において、乾燥媒体の循環及び廃棄物２の処理に関しては、先に述べた第三の実施形態と同様である。本実施の形態では、空気を昇温するために熱交換するが、より高温の灰溶融炉８の二次燃焼室９の熱を利用するべく、二次燃焼室９に設けた熱交換器１３ａを使用する。二次燃焼室９を流通する排ガスは、約１０００℃であり、先の灰溶融炉８出口付近の排ガスよりも、さらに温度が高いことから、高い効率で熱交換をすることができる。
【００５５】
本発明に係る第四の実施形態によれば、高効率で熱交換し、昇温させた高温空気を乾燥媒体として、間接加熱式キルン型の乾燥機４ａを用い、効率的でクリーンな廃棄物２の乾燥を実施することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る廃棄物処理システムによれば、乾燥により廃棄物中の水分が少なくなり、ごみカロリが増大するため、乾燥機４の入口におけるごみカロリ（ＬＨＶ）が１０００〜１５００ｋｃａｌ／ｋｇ・ｗｅｔであっても灰溶融炉８出口の補助燃料が不要となる。また、ランニングコストも軽減することができる。
【００５７】
また、乾燥媒体としてクリーンなガスを使用しているため、乾燥機に供給する前段にサイクロン等が不要である。さらには、ダクト、ファン等補機類の閉塞、故障が起こりにくく、システム全体のメンテナンスがしやすい。
【００５８】
さらに、乾燥媒体である排ガスの水分または温度を制御することで、熱分解炉に投入される乾燥された廃棄物の性状を均一とすることができる。これによれば、安定燃焼が可能となり、ＣＯ、ＮＯｘ、ＤＸＮ等の有害ガスが発生せず、ＣＯ２の発生量が少なくなり環境への負荷が軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、直接加熱型キルン式の乾燥機を備え、排ガスを乾燥媒体に使用する廃棄物処理システムの概略を示す図である。
【図２】図２は、間接加熱型キルン式の乾燥機を備え、排ガスを乾燥媒体に使用する廃棄物処理システムの概略を示す図である。
【図３】図３は、間接加熱型キルン式の乾燥機を備え、高温空気を乾燥媒体に使用する廃棄物処理システムの概略を示す図である。
【図４】図４は、間接加熱型キルン式の乾燥機を備え、高温空気を乾燥媒体に使用する別の形態の廃棄物処理システムの概略を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ　廃棄物処理システム
２　廃棄物
３　供給装置
４、４ａ　乾燥機
５　供給装置
６　熱分解炉
７　熱分解炉一次空気
８　灰溶融炉
９　二次燃焼室
１０　灰溶融炉燃焼空気
１１　補助燃料
１２　二次燃焼室燃焼空気
１３、１３ａ　熱交換器
１４　ボイラ
１５　反応集塵装置
１６　排ガス輸送パイプ
１６ａ　高温空気輸送パイプ
１７　排ガス処理装置
１８　煙突
２０　水分検出装置
２１　温度検出装置
２２　制御装置
２３　ファン
２４　ダンパ（流量調整装置）
２５　除塵装置
２６　ファン
２７　サイクロン
２８　空気バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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