(57)【要約】【課題】熱交換器や搬送装置を設ける必要なく、投入ごみやチャーの前処理が不要で、なおかつエネルギー効率に優れる廃棄物処理装置を提供する。【解決手段】互いに同心状に配される内筒８および外筒６をホッパ４の下部に立設し、内外両筒６、８間に溶融炉７にて発生する高温の燃焼ガスを通過させ、それによって、内筒８内部に供給される投入ごみ３から、可燃性の熱分解ガスを発生させ、同時に、その残渣分を炭化させチャー１２化させる。前記熱分解ガスを気体燃料として溶融炉７内に供給し、その溶融炉７内にて激しく燃焼させ、それによって、溶融炉７内を高温に維持する。そして高温に維持された溶融炉７内に前記チャー１２を供給してそのチャー１２の燃焼・溶融処理を行い、その際に発生した燃焼ガスを前記内外両筒６、８間に供給して内筒８内部の投入ごみ３を加熱し、その投入ごみ３から熱分解ガスを発生させる。【選択図】　　　　　　図１
2004077081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入されたごみを一旦貯留するホッパと、このホッパより下方に設けられ、前記ホッパの下部から給じん手段によって供給された前記ごみを加熱し、そのごみから可燃性の熱分解ガスを発生させ、かつ残渣分を炭化させる熱分解ガス化装置と、この熱分解ガス化装置に設けられる残渣供給手段によって前記残渣分が供給される溶融炉と、前記熱分解ガス化装置にて発生する熱分解ガスを前記溶融炉に供給するための熱分解ガス供給路を有し、前記溶融炉において、前記熱分解ガスを利用して残渣分の燃焼・溶融処理を行うようにされた廃棄物処理装置であって、
前記熱分解ガス化装置は、前記ホッパの下方に立設され、前記溶融炉に接続される筒状の外筒と、上下両端部に開口を備える筒状に形成され前記外筒内部に回転自在に支持され、かつその上端部開口部からホッパ下部のごみが内部に供給される内筒とよりなり、前記外筒−内筒間の空隙には、前記溶融炉内部にて、残渣分の処理の際に生じるガス体が供給され、その外筒−内筒間の空隙に供給されるガス体によって、内筒内部のごみが加熱されるように構成されることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記外筒は円筒状に形成され、前記内筒はその外筒内部に同心状に支持されるとともに、前記内筒は外筒外部に設けられる駆動手段によって、その外筒内部で鉛直軸周りに回転駆動される請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記内筒の内周部には、螺旋状の撹拌部材が取り付けられる請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記内筒の外周部には外筒掻き取り部材が取り付けられ、外筒の内周部には前記外筒掻き取り部材と位相をずらせて内筒掻き取り部材が取り付けられる請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記溶融炉の最下部には、この溶融炉の底部に貯留する溶融メタルを系外に排出するための溶融メタル排出手段が設けられ、この溶融メタル排出手段より上方には、溶融メタルの上部に貯留される溶融スラグを外部に排出するための溶融スラグ排出手段が設けられる請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、廃棄物を処理する廃棄物処理装置に関するものである。
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ごみ等の廃棄物を処理するために、廃棄物をストーカ式焼却炉等のマスバーン式焼却炉に投入して焼却処理を行った後、燃料式または電気式の灰溶融炉に搬送して溶融処理する方法が知られている。
【０００３】
このようなマスバーン式焼却炉および灰溶融炉を用いた廃棄物の処理方法は、長年に渡って改良を加えつつ運用されてきた実績ある方法であり、信頼性が極めて高く、運転および操作が非常に簡便である。それに加えて、サイズが大きい廃棄物であっても、破砕などの前処理を行わずに直接焼却炉内に供給できるという長所も備えている。
【０００４】
一方、投入された廃棄物を加熱し、その投入ごみから可燃性の熱分解ガスを発生させ、その熱分解ガスを気体燃料として利用することによって、溶融炉内を高温に保ち、それによって投入ごみの残渣分の燃焼・溶融処理を行う方法も、所謂熱分解ガス化溶融炉方式として知られている。
【０００５】
この熱分解ガス化溶融炉方式を用いた廃棄物処理システム１００は、図２に示されるように、投入された廃棄物（投入ごみ）の前処理を行う投入ごみ前処理装置１０１と、この投入ごみ前処理装置１０１によって前処理された投入ごみを長時間比較的低温（４００℃）で加熱し、その投入ごみの揮発分から可燃性の熱分解ガスを発生させ、残渣分を徐々に炭化させる熱分解ガス化装置１０２と、この熱分解ガス化装置１０２において生じた炭化された残渣分（以下、炭化された残渣分を「チャー」と称する。）の前処理を行うチャー前処理装置１０３と、前記熱分解ガス化装置１０２にて生じた熱分解ガスを気体燃料として用いて内部温度を高温に保ち、それによって前記チャー前処理装置１０３にて前処理されたチャーのカーボン分の自己燃焼を引き起こし、同時にチャーの未燃分を溶融させる旋回型溶融炉１０４を備えている。また、この旋回型熱溶融炉１０４の後流側には、前記旋回型溶融炉１０４においてカーボン分の自己燃焼の際に発生する燃焼ガスが導入される熱交換器１０６が設けられている。この熱交換器１０６と前記熱分解ガス化装置１０２とは、内部に加熱ガスが封入された循環経路１０５を介して接続されており、この循環経路１０５内に封入された加熱ガスは、前記熱交換器１０６に導入される燃焼ガスによって熱交換されて加熱されるように構成されている。
【０００６】
このように構成される廃棄物処理システム１００においては、投入ごみは前記投入ごみ前処理装置１０１にて破砕処理が行われ、熱分解ガス化装置１０２に投入可能なサイズにされた後、その熱分解ガス化装置１０２に供給される。前記熱分解ガス化装置１０２には、前記熱交換器１０６にて熱交換されて加熱される加熱ガス（約６００℃）が通過するようにされており、その加熱ガスによって、内部の投入ごみが加熱される。こうすることによって、投入ごみの揮発分から可燃性の熱分解ガスを発生させ、同時に投入ごみの残渣分を徐々に炭化させてチャーが形成される。こうして形成されたチャーは、前記チャー前処理装置１０３に供給され、磁性物の除去、粒度調整等の前処理が施された後、前記旋回式溶融炉１０４に供給される。一方、前記熱分解ガス化装置１０２にて発生した熱分解ガスもその旋回式溶融炉１０４内に供給され、炉温を高温に維持する気体燃料として利用される。
【０００７】
前記旋回式溶融炉１０４に供給された熱分解ガスは、溶融炉１０４内の高温雰囲気化に曝されることで激しく燃焼し、それによって旋回式溶融炉１０４の炉温を高温（１３００℃）に維持するようにされている。そして、その旋回式溶融炉１０４内に旋回されつつ供給されるチャーを加熱し、チャー中のカーボン分に自己燃焼を促して高温の燃焼ガスを発生させ、同時にチャー中の未燃分を溶融させるように構成されている。こうして溶融した未燃物は、旋回による遠心力によって旋回式溶融炉１０４の内壁に付着し、その後、徐々に底部に向かって流れ落ち、底部からスラグとして炉外に排出される。
【０００８】
一方、前記旋回式溶融炉１０４内において、前記チャーのカーボン分の燃焼の際に発生する高温の燃焼ガスは、旋回式溶融炉１０４の後流側に配される熱交換器１０６内に導入され、この熱交換器１０６内にて前記循環経路１０５内に封入される（約３００℃程度の）加熱ガスとの熱交換を行い、その加熱ガスを（６００℃程度まで）加熱する。この後、外部の図示されない除塵装置に供給されて除塵されクリーン化されて外気に排出される。
【０００９】
前記熱交換器１０６に導入された高温の燃焼ガスによって、加熱された循環経路１０５内部の加熱ガス（約６００℃）は、前記熱分解ガス化装置１０２内に供給されて、熱分解ガス化装置１０２内の投入ごみを加熱し、前述のように、投入ごみから熱分解ガスを発生させる。投入ごみの加熱によって（約３００℃まで）減温された加熱ガスは、前記熱交換器１０６を通過する際の前記燃焼ガスとの熱交換によって（約６００℃まで）加熱され、熱分解ガス化装置１０２に供給され、再び内部の投入ごみから熱分解ガスを発生させる。
【００１０】
このように構成される廃棄物処理システム１００によれば、投入ごみを加熱した際に生じる熱分解ガスを燃料として利用し、それによって、この旋回式溶融炉１０４内に供給されるチャーのカーボン分の燃焼、未燃分の溶解を行うようにされている。つまり、次々と投入される投入ごみの内部から気体燃料（熱分解ガス）を発生させて、それを溶融炉の燃料として利用するように構成されている。そのため、外部燃料を用いる必要がなく、エネルギー効率が極めて高い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のマスバーン式焼却炉と灰溶融炉とを用いる廃棄物処理方法によれば、焼却炉と灰溶融炉とが別置きにされているため、焼却炉で発生した焼却灰を灰溶融炉に搬送するための搬送装置が必要になり、それとともに、灰溶融炉に供給する前段階において、焼却灰中の磁性物の除去や焼却灰の粒度調整等の前処理を行う必要があり、そのための前処理装置が必要になるという問題点がある。
【００１２】
また、灰溶融炉に表面燃焼式の表面溶融炉を用いた場合、灰溶融炉内を高温に保つために外部燃料を投入する必要があって、エネルギー効率が良くないという問題点がある。また、電気式の灰溶融炉を用いた場合には、ごみから発生する熱を、電気エネルギーに一旦変換し、この電気エネルギーによって灰溶融炉内に供給される焼却灰を溶融処理するように構成されているが、ごみの熱から電気エネルギーに変換する際にエネルギーロスが発生してしまうため、やはりエネルギー効率が良くない。
【００１３】
一方、前記熱分解ガス化溶融炉方式は、投入ごみの揮発分から発生する可燃性の熱分解ガスを気体燃料として利用することによって炉温を高温に維持し、それによって、溶融炉内のチャーの燃焼、未燃物の溶融を行うようにされているので、外部燃料が必要なく、廃棄物を溶融処理する際のエネルギー効率が極めて高いという長所を備えている。しかしながら、この方式においては、循環経路１０５内部に封入される加熱ガスを加熱するために、高温の熱交換器１０６を設置する必要があり、高温であるが故の熱交換器１０６の耐久性に問題がある。また、熱交換器１０６を使用しない場合においては、代わりにヒータ等の外部熱源を設けて直接熱分解ガス化装置１０２内の投入ごみを加熱する必要がある。こうした場合であっても、外部熱源によって、加熱ガスを加熱するためエネルギー効率が悪いことには変わりがない。また、熱交換器やヒータを設置する必要があるため製造コストが高くつくという問題点がある。
【００１４】
さらに、この熱分解ガス化溶融炉方式においては、投入ごみを熱分解ガス化装置１０２に供給する前段階において、破砕等の投入ごみの前処理を行い、かつ、チャーを溶融炉１０４に供給する前段階において、磁性物の除去、粒度調整等のチャーの前処理を行う必要がある。通常、このような廃棄物処理システム１００に供給される投入ごみ、またはその投入ごみから発生するチャーは膨大な量になるため、非常に大型の各前処理装置を使用する必要があり、施設全体の大型化およびコスト高を招くという問題点がある。
【００１５】
さらには、前記旋回式溶融炉からは、チャー前処理装置１０３で除去し損ねたメタル分を含有したスラグが排出されるという問題点がある。メタル分を含有したスラグは、極めてさび易いため、赤錆が発生し易く、そのため、有効利用範囲が極めて狭くなる。
【００１６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、熱交換器や搬送装置が不要で、各前処理を行う必要がなく、しかも排出されるスラグの利用範囲が広く、加えてエネルギーの効率が高い廃棄物処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による廃棄物処理装置は、
投入されたごみを一旦貯留するホッパと、このホッパより下方に設けられ、前記ホッパの下部から給じん手段によって供給された前記ごみを加熱し、そのごみから可燃性の熱分解ガスを発生させ、かつ残渣分を炭化させる熱分解ガス化装置と、この熱分解ガス化装置に設けられる残渣供給手段によって前記残渣分が供給される溶融炉と、前記熱分解ガス化装置にて発生する熱分解ガスを前記溶融炉に供給するための熱分解ガス供給路を有し、前記溶融炉において、前記熱分解ガスを利用して残渣分の燃焼・溶融処理を行うようにされた廃棄物処理装置であって、
前記熱分解ガス化装置は、前記ホッパの下方に立設され、前記溶融炉に接続される筒状の外筒と、上下両端部に開口を備える筒状に形成され前記外筒内部に回転自在に支持され、かつその上端部開口部からホッパ下部のごみが内部に供給される内筒とよりなり、前記外筒−内筒間の空隙には、前記溶融炉内部にて、残渣分の処理の際に生じるガス体が供給され、その外筒−内筒間の空隙に供給されるガス体によって、内筒内部のごみが加熱されるように構成されることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、内筒内部に供給されたごみを加熱してそのごみから可燃性の熱分解ガスを発生させ、この熱分解ガスを利用して前記溶融炉の温度を高温に保ち、それによってご残渣分の燃焼・溶融処理が行われる。また、この燃焼・溶融処理の際に発生するガス体を前記内筒−外筒間の間隙に供給して、内筒内部のごみを加熱し、そのごみから前記熱分解ガスを発生させる。
【００１９】
つまり、本発明においては、内筒内部におけるごみの加熱および、溶融炉における残渣分の燃焼・溶融処理に、共に系内にて発生するガス体および熱分解ガスを利用しているので、外部燃料や、熱交換器またはヒータ等の外部熱源が不要である。そのためエネルギー効率が極めて高く、ランニングコストを安く抑えることができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、ホッパ内部に供給されるごみは、前記給じん手段によって内筒内部に供給された後、自重によって下方に移動し、熱分解ガス化装置に設けられる残渣供給手段によって溶融炉に供給されるので、ごみもしくは残渣分を溶融炉に移動させるための特別な搬送装置が不要である。そのため、設置スペースおよびコストを節約することができる。
【００２１】
また、前記ごみはホッパに供給された後内筒内部に供給されて加熱され、熱分解ガスと残渣分に分離する。熱分解ガスが分離した内筒内部のごみの残渣分は、加熱されることによって徐々に炭化して極めてもろくなる。そのため、そのごみの残渣分は、内筒内部を移動する際に自然に自己崩壊を引き起こし、それによって適度なサイズにされる。したがって、本発明においては、ごみの破砕もしくは炭化した残渣分の粒度調整をおこなう必要がなく、そのための装置も不要である。そのため施設の大型化を防ぐことができ、製造コストを安く抑えることができる。
【００２２】
前記外筒は円筒状に形成され、前記内筒はその外筒内部に同心状に支持されるとともに、前記内筒は外筒外部に設けられる駆動手段によって、その外筒内部で鉛直軸周りに回転駆動されるのが好ましい。また、前記内筒の内周部には、螺旋状に形成された撹拌部材が取り付けられるのが良い。こうすることで、内筒内部のごみをまんべん無く加熱することができる。そのため、ごみから熱分解ガスを効率良く発生させることができ、さらには、残渣分をムラ無く炭化させることができ、その残渣分の自己崩壊をより良好に促すことができる。
【００２３】
前記内筒の外周部には外筒掻き取り部材が取り付けられ、外筒の内周部には前記外筒掻き取り部材と位相をずらせて内筒掻き取り部材が取り付けられるのが好ましい。こうすることで、外筒の内周部および内筒の外周部に付着・堆積するガス体の含有物を除去することができ、内外両筒間が閉塞するのを防止することができる。
【００２４】
前記溶融炉の最下部には、この溶融炉の底部に貯留する溶融メタルを系外に排出するための溶融メタル排出手段が設けられ、この溶融メタル排出手段より上方には、溶融メタルの上部に貯留される溶融スラグを外部に排出するための溶融スラグ排出手段が設けられるのが良い。こうすることで、溶融炉に供給される残渣分の前処理を行うことなくスラグとメタルを分離することができる。そのため、スラグの有効利用範囲を広げることができ、同時に、メタル分の回収を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による廃棄物処理装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１には、本発明の一実施形態に係る廃棄物処理装置の概略構成図が示されている。
【００２７】
図１に示されるように、本実施形態における廃棄物処理装置１は、クレーン２によって投入される投入ごみ３を一旦貯留し、下部の給じん装置（給じん手段）４ａによって後流側に供給するようにされた投入ごみホッパ４を有している。この投入ごみホッパ４の側方には、上下両端部に開口を備える筒状の熱分解ガス排気塔５が立設されており、この熱分解ガス排気塔５はその熱分解ガス排気塔５の側壁に穿設される接続口５ａを介して、前記投入ごみホッパ４と接続されている。
【００２８】
前記熱分解ガス排気塔５の下方には、上端部に上部壁６ａを備え、下端部に下部壁６ｂを備えるとともに、下端部側壁に穿設されたチャー供給口６ｃを介して後流の溶融炉７上部と接続される外筒６が立設されており、この外筒６の内部には、上下両端部に開口を備え、前記外筒６より小径にされた円筒状の内筒８が、外筒６と同心状に回転自在に支持されている。なお、前記外筒６および内筒８によって、本発明の熱分解ガス化装置が構成されている
【００２９】
前記内筒８の上端部開口部には、前記熱分解ガス排気筒５の下端部が挿入されており、上端部寄りの胴部で前記上部壁６ａに貫通支持されている。こうして、前記ホッパ４下部の投入ごみ３が、内筒８の内部に供給されるように構成されている。また、内筒８の上端部の外縁部には、スプロケット８ａが一体に設けられており、外筒６の外部に設けられる電動機（駆動手段）９およびチェーン１０を介して、その内筒８が外筒６内部で鉛直軸周りに回転されるように構成されている。さらに、前記内筒８の内周部には、内筒８内に供給された投入ごみを撹拌するために、螺旋状に形成された撹拌部材８ｂが取り付けられている。この撹拌部材８ｂは、内筒８の外周寄り位置する投入ごみ３を、内筒８の回転時に持ち上げる役目をする。持ち上げられた投入ごみ３はやがて内筒８の中心部付近に落下し、内筒８の回転による遠心力によって次第に内筒８の外周寄りに移動した後、再度撹拌部材８ｂによって上方に持ち上げられる。こうして、回転する内筒８内部の投入ごみは、撹拌部材８ｂによって撹拌される。なお、前記内筒８の下端部は、外筒６の内部で下部壁６ｂの直上部において開放されており、内筒８内部に供給される投入ごみ３を、より厳密には、後述の過程を経て炭化された投入ごみの残渣分をその下部壁６ｂ上に排出するようにされている。
【００３０】
一方、前記外筒６の内周部、上部壁６ａ、下部壁６ｂおよび内筒８の外周部に囲まれる空間には、環状の燃焼ガス流通路１１が形成されており、前記溶融炉７内で発生するダストを含む高温の燃焼ガス（ガス体）が、この燃焼ガス流通路１１内を流通するようにされている。そして、この燃焼ガス流通路１１を通過する高温の燃焼ガスによって内筒８内部で撹拌される投入ごみ３をムラ無く加熱し、それによって、その投入ごみ３から可燃性の熱分解ガスを発生させるようにされている。熱分解ガスが発生した後の投入ごみ３の残渣分は、内筒８内部で撹拌されつつ加熱されることによって徐々に炭化し（以下、炭化した投入ごみの残渣分を「チャー１２」と称する。）、前記外筒６の下部壁６ｂ上に排出され、外筒６下部に設けられるチャー供給装置（残渣供給手段）６ｄによって溶融炉７内に供給される。
【００３１】
一方、燃焼ガス流通経路１１を通過した燃焼ガスは、外筒６の上端部側壁に設けられる排出路６ｅを介して、前記溶融炉７上に設けられる燃焼装置１４に排出され、その燃焼装置１４内で燃焼処理が施される。この燃焼処理によって生じる排ガスは、燃焼装置１４に隣接配置されるボイラー１５に排出され、そのボイラー１５にて熱回収がなされた後、外部の図示されない除塵装置に排出され、クリーン化されて外気に放出される。また、前記燃焼装置１４およびボイラー１５は、それぞれの下方に設けられるシール装置１４’、１５’を介して前記溶融炉７の上部に接続されており、燃焼装置１４による燃焼ガスの燃焼処理および、ボイラー１５による排ガスの廃熱回収の際に生じる飛灰をその溶融炉７内に排出して処理するように構成されている。同様に、図示されない除塵装置で発生する飛灰も前記溶融炉７に供給して処理するように構成されている。
【００３２】
ところで、前記燃焼ガス流通路１１を燃焼ガスが通過する際、この燃焼ガスに含まれるダスト分が内筒８の外壁および、外筒６の内壁に付着・堆積し、前記燃焼ガス流通経路１１を閉塞する恐れがある。そこで、そのような事態を未然に防ぐために、内筒８の外周部に、内外両筒間よりその径方向の長さがやや短くされた複数の掻き取り部材８ｆ、８ｆ、８ｆ…を水平方向に等ピッチで取り付け、前記内筒８の回転に伴い、外筒６の内周部に付着・堆積するダストを各掻き取り部材８ｆ、８ｆ、８ｆの先端部で掻き落とすようにされている。また、前記外筒６の内周部にも、内外両筒６、８間より径方向の長さがやや短くされた掻き取り部材６ｆ、６ｆ、６ｆ…が水平方向にかつ等ピッチに取り付けられている。これら外筒６の内周部に取り付けられる掻き取り部材６ｆ、６ｆ、６ｆ…は、内筒８の外周部に取り付けられる掻き取り部材８ｆ、８ｆ、８ｆ…と互いに位相をずらせるようにされており、前記内筒８が回転することによって、内筒８の外周部に付着・堆積したダストを掻き落すように構成されている。なお、各掻き取り部材６ｆ、８ｆの上面および下面に付着・堆積したダストは、各掻き取り部材６ｆ、８ｆが相対移動する際に接触し、それによって堆積場所から除去される。
【００３３】
前記チャー１２が供給される溶融炉７は、常に高温（１３００℃）雰囲気に保たれており、その溶融炉７の底部には、高温雰囲気下で溶融した溶融メタルによって溶融メタル層７ａが形成されている。また、この溶融メタル層７ａの上部には、溶融メタルより比重が軽い溶融スラグによって、溶融スラグ層７ｂが形成されており、この溶融スラグ層の上部には、前記外筒下部のチャー供給装置６ｄから順次供給されるチャー１２の集合体が浮遊し、その上部には高温のガス体によって気層７ｃが形成されている。また、溶融メタル層７ａが形成される高さ位置の溶融炉７の側壁には、溶融メタルを外部に排出するためのメタル排出口（溶融メタル排出手段）７ｄが設けられており、前記溶融スラグ層７ｂが形成される高さ位置の溶融炉の側壁には、溶融スラグを外部に排出するためのスラグ排出口（溶融スラグ排出手段）７ｅが設けられている。
【００３４】
一方、前記熱分解ガス排気塔５には、途中で第１の分岐配管２０ａ、第２の分岐配管２０ｂに分岐される配管２０が接続されており、前記第１の分岐配管２０ａは前記燃焼装置１４の上部側壁に接続されている。また、前記第２の分岐配管２０ｂは、途中で第３の分岐配管２０ｃおよび第４の分岐配管２０ｄに分岐され、第３の分岐配管２０ｃは、溶融炉７内の溶融スラグ層７ｂに、第４の分岐配管２０ｄは溶融炉の中央部から上部にかけて形成されるガス層７ｃにそれぞれ接続されている。前記第１の分岐配管２０ａには、第１の送風ファン２１ａが、第２の分岐配管２０ｂには、第２の送風ファン２１ｂがそれぞれ介挿されており、内筒８内部で発生し、熱分解ガス排気塔５から排出された熱分解ガスを燃焼装置１４、溶融炉のスラグ層７ｂ、溶融炉のガス層７ｃへそれぞれ分配して供給するようにされている。また、この熱分解ガスの分配比率は、各分岐ダクト２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄにそれぞれ介挿される第１〜第４ダンパ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの開閉制御を行うことで調整するようにされている。なお、前記熱分解ガス排気塔５、配管２０および第２〜第４の分岐配管２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによって本発明の熱分解ガス供給路が構成されている。
【００３５】
次に、このように構成される廃棄物焼却装置１による、投入ごみの処理の過程について説明する。
【００３６】
前記ホッパ４の下部の給じん装置４ａによって、鉛直軸周りに回転する内筒８内部に供給された投入ごみ３は、内筒８の内周に取り付けられる螺旋状の撹拌部材８ｂおよび、前記燃焼ガス流通経路１１を通過する燃焼ガスによって撹拌されつつ加熱される。そのため、内筒８内部の投入ごみ３全体はムラ無く加熱され、それによって、その投入ごみ３の揮発分から可燃性の熱分解ガスが発生し、この熱分解ガスは内筒８内から上方の熱分解ガス排気塔５に供給される。一方、熱分解ガスが発生した後の投入ごみ３の残渣分は、内筒８内で撹拌されて加熱されることで徐々に炭化されチャー化されて自己崩壊を引き起こし、自然に適度なサイズにされる。
【００３７】
こうして適度なサイズにされたチャー１２は、内筒８内部で撹拌されつつ下降し、内筒８の下端部開口部から外筒６の下部壁６ｂ上に排出され、外筒６の下部に設けられるチャー供給装置６ｄによって溶融炉７内に順次供給される。
【００３８】
一方、前記熱分解ガス排気塔５内に供給された熱分解ガスは、配管２０および、第１〜４の分岐配管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを介して、燃焼装置１４、溶融炉７内の溶融スラグ層７ｂおよび溶融炉７内の気層７ｃのそれぞれに分配供給される。なお、前記熱分解ガスが熱分解ガス排気塔５を通過する際、外気に接触して自己燃焼し、それによってダストが発生し、前記配管２０ならびに各分岐配管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを閉塞させることも考えられるが、実際には、ホッパ４内に貯留される投入ごみ３によって、外気と熱分解ガス排気塔５の内部とがシールされているため、そのような事態が発生することはない。
【００３９】
前記溶融炉７の溶融スラグ層７ｂおよび気層７ｃに供給された熱分解ガスは、高温雰囲気（１３００℃）に曝されて激しく燃焼し、それによって溶融炉７内の炉温が高温に維持される。前記チャー供給装置６ｄによって溶融炉７内部に供給されたチャーは、溶融炉７内の高温雰囲気化に曝され、それによって、チャー１２中のカーボン分の自己燃焼および、未燃分（メタル分およびスラグ分）の溶融が引き起こされる。こうして溶融したチャー中のメタル分は、溶融炉７の底部に形成される溶融メタル層７ａに沈降し、溶融したスラグ分は溶融スラグ層７ｂ内に流入する。なお、これら溶融メタルと溶融スラグの貯留量は、前記各排出口７ｄ、７ｅからの溶融メタルおよび溶融スラグの配出量を制御することによって、常に一定量に保たれている。
【００４０】
一方、前記チャー１２が自己燃焼することによって、ダストを含む高温（約８００℃）の燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、前記チャー供給口６ｃから、外筒６内部に入り込み、外筒６外部から外筒６内部に供給される冷却空気によって内筒８を損傷しない程度の温度（６００℃）まで減温された後、前記燃焼ガス流通路１１内を螺旋を描くように上昇して内筒８および内筒８内部の投入ごみ３をムラ無く加熱し、前述のようにその投入ごみ３から熱分解ガスとチャー１２を発生させる。こうして、内筒３および内部の投入ごみを加熱した燃焼ガスは、外筒６の上端部まで上昇し、その上端部の側壁に設けられる排出路６ｅを介して前記燃焼装置１４に排出される。
【００４１】
前記燃焼装置１４には、前記配管２０および第１の分岐配管２０ａを介して供給される熱分解ガスとともに、助燃用の空気または酸素または酸化剤が外部から供給されており、これらを利用して、前記燃焼ガス流通路１１から排出路６ｅを介して排出される燃焼ガスの燃焼処理が行われる。この燃焼によって生じた排ガスは、前記ボイラー１５に供給されて廃熱回収がなされた後、外部の図示されない除塵装置に排出されて除塵され外気中に排出される。なお、前記燃焼装置１４における燃焼処理、ボイラー１５における熱回収、および除塵装置における除塵において発生する飛灰は、溶融炉７に排出されて処理される。
【００４２】
ところで、前記燃焼ガスが燃焼ガス流通路１１を通過することにより、燃焼ガスに含有されるダスト分が外筒６の内周部や、内筒８の外周部に付着・堆積する。このようなダストは、前記各掻き取り部材６ｆ…、８ｆ…によって掻き落されるため、燃焼ガス流通路１１の閉塞を引き起こすことがない。なお、このようにして、前記各掻き取り部材６ｆ…、８ｆ…によって掻き取られたダストは、外筒６の下部壁６ｂ上に落下した後、前記チャー１２と共に溶融炉７内に供給されて処理される。
【００４３】
このように、本実施形態に係る廃棄物処理装置１は、前記内筒８内部に供給された投入ごみ３を加熱することにより、その投入ごみ３から可燃性の熱分解ガスを発生させ、この熱分解ガスを利用して前記溶融炉７を高温に維持し、それによって、投入ごみ３の残渣分から生じるチャー１２の燃焼・溶融処理を行うようにされている。そして、このチャー１２を処理する過程において発生した高温の燃焼ガスを内外両筒６、８間（熱分解ガス流通路１１）に流通させて内筒８内部の投入ごみ３を加熱し、前述の可燃性の熱分解ガスを発生するようにされている。加えて、前記燃焼装置１４における燃焼ガスの燃焼処理においても、熱分解ガスを利用するようにされている。以上のように、本実施形態に係る廃棄物処理装置１によれば、内筒８内で投入ごみ３から発生する熱分解ガスと、溶融炉７内で発生する燃焼ガスのみを利用して、投入ごみ３およびチャー１２の各処理を行うようにされているので、外部燃料が不要である。そのため、エネルギー効率が極めて高く、ランニングコストを安く抑えることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、ホッパ４内の投入ごみ３は、ホッパ４より下方の内筒８内部に供給され、加熱・炭化されてチャー１２化された後、外筒６の下部壁６ｂ上に落下し、溶融炉内に供給するようにされているが、そのような、各部位間の移動は主に自重によってのみなされているため（給じん装置４ａ、チャー供給装置６ｄを除く）、特別な搬送装置類を設ける必要がない。
【００４５】
また、前記内筒８内部においては、チャー１２の自己崩壊が促されて適当なサイズにされるため、従来装置のように、溶融炉７に供給する前に行っていた、投入ごみ３の破砕やチャー１２の粒度調整を行う必要がない。加えて前記溶融炉７からは、スラグ分とメタル分が別々に排出されることから、チャー１２に含まれるメタル分の除去を行うことなく溶融炉７内に供給することができる。したがって、投入ごみの破砕、チャーの粒度調整、メタル分の除去用の前処理装置類も不要である。
【００４６】
また、本実施形態においては、溶融炉７にて発生する燃焼ガスで、内筒８およびその内部の投入ごみ３を加熱するようにされている。そのため、従来のように熱交換器あるいはヒータを用いる必要がない。以上のように、本実施形態においては、従来装置で用いられていた、搬送装置、各種前処理装置、熱交換器あるいはヒータ等の前処理装置が不要であるため製造コストを安く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態に係る廃棄物処理装置の全体構成図である。
【図２】図２は、従来の熱分解ガス溶融システムの全体概略説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　廃棄物処理装置
３　　　　　　　　　　　　　投入ごみ
４　　　　　　　　　　　　　投入ごみホッパ
４ａ　　　　　　　　　　　　給じん装置
５　　　　　　　　　　　　　熱分解ガス排気塔
６　　　　　　　　　　　　　外筒
６ｄ　　　　　　　　　　　　チャー供給装置
６ｆ　　　　　　　　　　　　掻き取り部材
７　　　　　　　　　　　　　溶融炉
７ｄ　　　　　　　　　　　　メタル排出口
７ｅ　　　　　　　　　　　　スラグ排出口
８　　　　　　　　　　　　　内筒
８ａ　　　　　　　　　　　　スプロケット
８ｂ　　　　　　　　　　　　撹拌部材
８ｆ　　　　　　　　　　　　掻き取り部材
９　　　　　　　　　　　　　電動機
１０　　　　　　　　　　　　チェーン
１１　　　　　　　　　　　　燃焼ガス流通路
１２　　　　　　　　　　　　チャー
【図１】
2004077081.tif 000003
【図２】
2004077081.tif 000004