(57)【要約】【課題】廃棄物を熱分解し、熱分解残渣を熱分解ガスと分離して搬送する熱分解装置において、搬送経路が詰まる等の搬送不良を防止する。【解決手段】廃棄物を熱分解する熱分解炉７と、熱分解炉の出口に設けられ、熱分解炉で生成した熱分解ガスと熱分解残渣とを分離して熱分解残渣を排出する熱分解残渣排出機構とを具備した熱分解装置において、熱分解残渣排出機構に、熱分解残渣が搬送される方向とは逆方向から不活性ガスＧ２を導入する不活性ガス導入部を設けた。不活性ガスの導入により、熱分解残渣の圧密化が防止され、流動性が良くなって、搬送不良が抑制される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解する熱分解炉と、前記熱分解炉の出口に設けられ熱分解ガスと熱分解残渣とを分離して熱分解残渣を排出する熱分解残渣排出機構とを具備した熱分解装置において、
前記熱分解残渣排出機構に、熱分解残渣が搬送される方向とは逆方向から不活性ガスを導入する不活性ガス導入部を設けたことを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【請求項２】
請求項１において、前記排出機構は、前記熱分解炉で生成した熱分解ガスを上部排出口から排出し熱分解残渣を下部排出口から排出するように構成した排出管と、前記排出管に接続され、熱分解残渣の流れを鉛直方向の流れから水平方向の流れに変えて搬送する搬送管とを有し、前記搬送管にはスクリューフィーダが設けられ、前記排出管或いは前記搬送管のどちらか一方で熱分解残渣が鉛直方向に流れる部分に熱分解残渣の流れを遮断するためのスライド弁が二段に設けられていることを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【請求項３】
請求項１において、前記搬送管のうち前記スライド弁の位置よりも下流側に、熱媒体の循環によって前記搬送管を加熱或いは冷却する温度調節器を備え、前記温度調節器による温度調節は前記スライド弁の上流における熱分解残渣の温度計測値に基づいて行われ、前記スライド弁の下流における熱分解残渣の温度計測値により調節すべき温度が管理されるようにしたことを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【請求項４】
請求項１において、前記排出管及び前記搬送管のうち少なくとも一方に酸素濃度測定器を備え、前記酸素濃度検出器で測定された酸素濃度に基づいて前記不活性ガス導入部から導入される不活性ガスの量が制御されるようにしたことを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【請求項５】
請求項２において、前記搬送管のうち前記スクリューフィーダが設置されている部分の下流側に、冷却媒体を循環させ搬送管を外部から冷却することで熱分解残渣の冷却を行う冷却ジャケットを備えたことを特徴とする廃棄物の熱分解装置。
【請求項６】
廃棄物の熱分解炉と前記熱分解炉で生成された熱分解残渣を熱分解ガスから分離して搬送する熱分解残渣排出機構とを具備する熱分解装置と、前記熱分解装置にて搬送された熱分解残渣に含まれる燃焼成分を燃焼する燃焼溶融炉とを有する廃棄物処理装置において、前記熱分解装置にける熱分解残渣排出機構に、熱分解残渣が搬送される方向とは逆方向から不活性ガスを導入する不活性ガス導入部を設けたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解して搬送する廃棄物熱分解装置に係り、また廃棄物熱分解装置と燃焼溶融炉とを備えた廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を熱分解し、生成した熱分解ガスと熱分解残渣とを分離し、熱分解残渣を搬送して不燃成分と可燃成分とに分離し、可燃成分を燃焼溶融炉で燃焼することは周知である（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１２２５３６号公報（特許請求の範囲、図１，図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物処理では、熱分解炉で連続的に生成する熱分解残渣を下流側に速やかに搬送することが重要である。熱分解残渣が搬送管内で詰まったりすることは搬送不良に繋がるので避けなければならない。
【０００５】
従来技術には、熱分解残渣の搬送過程で外部空気が侵入するのを防止するために、熱分解残渣排出系をマテリアルシール構造にすることは記載されているが、搬送不良防止に関しては記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、熱分解残渣を搬送する搬送管内で、熱分解残渣の搬送不良が生じないようにした廃棄物熱分解装置及び廃棄物処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄物を熱分解する熱分解炉と、熱分解炉の出口に設けられ、熱分解炉で生成した熱分解残渣を熱分解ガスから分離して排出する熱分解残渣排出機構とを具備した熱分解装置において、熱分解残渣排出機構に、熱分解残渣が搬送される方向とは逆方向から不活性ガスを導入する不活性ガス導入部を設けたことにある。
【０００８】
熱分解残渣を搬送する過程で、搬送管が詰まる等の搬送不良が生じるのは、主に搬送管内で熱分解残渣が圧密化してしまうことによる。熱分解残渣が移送される方向とは逆の方向から不活性ガスを導入することにより、熱分解残渣の流動性を高め、圧密化を抑制することができる。また、搬送中の熱分解残渣の温度をコントロールすることにより、熱分解残渣に同伴された熱分解ガス中のタール成分が凝縮して搬送管の内面に堆積するのを抑制し、この温度コントロールと不活性ガスの導入とによって、搬送不良防止効果を一層高めることができる。
【０００９】
本発明の廃棄物熱分解装置は、家庭やオフィスから出される都市ごみ等の一般廃棄物，廃プラスチック，カーシュレッダダストなど可燃物を含む産業廃棄物を処理するのに好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る熱分解装置の一実施例を示す断面図である。
【００１１】
本実施例の熱分解装置は、熱分解炉７と熱分解残渣排出機構とから構成されている。熱分解炉７は、入口から出口に向かって廃棄物が移動できるように矢印７ａ方向に回転する。熱分解炉の外壁には燃焼ガス１１を流通する加熱ジャケット７０が備えられ、廃棄物を間接的に加熱するようにしている。加熱ジャケット７０に導入される燃焼ガスの温度は、通常８００℃以上である。熱分解炉には、傾斜式或いは水平式のものがあるが、どちらも使用可能である。熱分解炉内で、廃棄物は、熱分解炉の回転と廃棄物の投入により出口側に向かって移動する。
【００１２】
熱分解残渣排出機構は、熱分解炉の出口に設けられる。本実施例の熱分解残渣排出機構は、熱分解炉７で生成した熱分解ガスＧ１を上部排出口１０１から排出し、熱分解残渣Ｃを下部排出口から排出するようにした排出管１０と、排出管１０に接続され、熱分解残渣の流れを鉛直方向の流れから水平方向の流れに変えて搬送する搬送管２０を有する。搬送管にはスクリューフィーダ２１が設けられている。また、排出管１０或いは搬送管２０のどちらか一方で熱分解残渣が鉛直方向に流れる部分には熱分解残渣の流れを遮断するためのスライド弁２２，２３が二段に設けられている。スライド弁２２，２３は交互にスライドして開閉するようになっている。スライド弁２３が開いたときには、スライド弁２２は閉まっており、スライド弁２２とスライド弁２３の間に溜まっている熱分解残渣が下流側に落下する。スライド弁２３が閉められ、スライド弁２２が開いているときには、スライド弁２３の上に熱分解残渣が貯まる。搬送管２０は、熱分解残渣を鉛直方向に搬送する管２４と熱分解残渣を水平方向に搬送する管２５とを有する。管２５の部分に前述のスクリューフィーダ２１が備えられる。スクリューフィーダ２１は、スクリュー軸２６とらせん状をした羽根２７を備えており、モータ９により回転速度を制御できるようになっている。
【００１３】
本実施例では又、搬送管２０の管２５の部分に冷却ジャケット３０が設けられている。この冷却ジャケット３０は、冷却剤３１を流して熱分解残渣を間接的に冷却するように構成されている。熱分解残渣は、ここで通常５０℃以下好ましくは常温程度に冷却される。また、搬送管の鉛直方向の部分すなわち管２４の部分には、ガスを流して管２４を冷却することにより熱分解残渣の温度を間接的に調節するための温度調節器４０が設けられている。この温度調節器４０による温度調節は、スライド弁２２，２３よりも熱分解残渣の流れの上流側に設けられた温度測定器９０とスライド弁２２，２３よりも熱分解残渣の流れの下流側に設けられた温度測定器９３により測定された温度に基づいて、温度コントローラ９１からの指示により行われる。具体的には、温度測定器の温度計測値が所定温度よりも低ければ熱分解残渣を加熱し、所定温度よりも高ければ熱分解残渣を加熱するように制御される。温度調節器４０による熱分解残渣の加熱は、温度測定器９３による温度計測値が所定の温度になるように行われる。このように熱分解残渣の温度をコントロールし所定温度に保持することにより、搬送管を流れる熱分解残渣に熱分解ガスの一部が同伴されたとしても、熱分解ガス中のタール成分が管の内部で凝集したりするのを防止できる。
【００１４】
熱分解残渣は、搬送管２０の水平部において、スクリューフィーダ２１の回転により、下流側に押し出される。スクリューフィーダの回転により下流側に移送された熱分解残渣は、冷却ジャケット３０で常温程度にまで冷却されたのち、外気に触れる。熱分解残渣には、可燃性の物質が含まれており、高温の状態で外気に接触すると発火の恐れがあるが、本実施例では、冷却ジャケット３０で常温程度まで冷却されるので、外気に触れても発火の危険はない。
【００１５】
熱分解残渣排出機構は、複数の管が接続された構造になり、またスライド弁などが設けられることから機密性に欠けやすい。また、熱分解は低酸素雰囲気で行われることから、外気が管内へ入り込みやすい。外気が管内に入ると、熱分解残渣が発火する危険がある。搬送管２０の下端開口部から不活性ガスＧ２を管内に導入することにより、外気が搬送管内へ入り込むのを抑制できる。また、搬送管内を流れる熱分解残渣は流動状態であり、圧密化しやすいが、不活性ガスを導入することにより、圧密化するのを抑制できる。
【００１６】
図２は、本発明に係る熱分解装置の他の実施例を示している。図２の装置の特徴は、熱分解残渣排出機構に差圧計Ｐ１とＰ２を備え、Ｐ１，Ｐ２の測定値に基づいてコントローラ８８でスクリューフィーダ２１を駆動するモータ９の回転数を制御していることである。差圧計Ｐ１，Ｐ２での計測により、熱分解残渣の密度を連続的に把握することができ、熱分解残渣の送り速度を変え、良好な搬送状態を維持することができる。また、図２では、酸素濃度検出器Ｍ１，Ｍ２を備え、これらの検出値を参考にして不活性ガスＧ２の量を制御するようにしている。
【００１７】
なお、熱分解残渣の送出量制御は、搬送管２０内に蓄積している熱分解残渣の高さをレベルセンサーにて検出し、そのレベルに応じてスクリューフィーダ駆動モータの回転数を制御することでも、効果的に達成可能である。
【００１８】
図３は、熱分解炉と熱分解残渣排出機構とを具備する熱分解装置と、燃焼溶融炉とを備えた廃棄物処理装置の一実施例の形態を示す系統図である。
【００１９】
本実施例の廃棄物処理装置において、都市ごみ等の廃棄物１は、たとえば二軸破砕機等で所定の大きさに切断，破砕され、コンベア等により乾燥炉２に投入される。乾燥炉２に投入された廃棄物１は約１００℃の乾燥空気５によって水分が１０％以下になるように乾燥され、必要に応じて乾燥廃棄物ホッパ３の廃棄物とともに熱分解炉７に供給される。乾燥炉２から出た乾燥空気５は乾燥廃棄物ホッパ３を通り、ファン４から空気加熱器６２へ送られ、燃焼ガス１１を加熱した後、後段へ送られる
熱分解炉の出口には熱分解残渣排出機構が設けられている。この熱分解残渣排出機構は、熱分解ガスと熱分解残渣とを分離して熱分解残渣を下方へ移送する排出管１０と排出管１０を流れてきた熱分解残渣を鉛直方向の流れから水平方向の流れに切り替える搬送管２０を有し、又、鉛直方向の管の部分に二段にスライド弁２２，２３を備えている。その他に図１で述べたように温度調節器４０及び冷却ジャケット３０等を備えている。
【００２０】
熱分解炉７で生成した熱分解ガスＧ１は、排出管１０の上部排出口から排出されたのち、熱分解ガス燃焼器１２に導入され、ここで補助燃料Ｆとともに燃焼される。熱分解ガス燃焼器１２で生成した燃焼ガス１１は、熱分解炉の加熱ジャケット７０に導入され、廃棄物の加熱に利用されたのち、空気加熱器６，６１で加熱され、後段側へ送られる。
【００２１】
熱分解残渣は、図１に示したものと同様の構成を有する熱分解残渣排出機構により搬送される。このとき、不活性ガスＧ２が搬送管２０内に導入される。熱分解残渣排出機構の搬送管２０から排出された熱分解残渣は、粉砕機１３によって所定の粒径にまで粉砕，整粒される。粉砕機１３では、不燃物中のガレキは可燃物（炭化物）とともに粉砕されるが、不燃物中の金属類１５はその展延性のゆえに粉砕されずに断面が粗大化する。そこで、分級器１４により、金属類１５と粉砕チャー１６とに分離する。粉砕チャー１６は主成分が可燃物（炭化物）で、これに粉砕されたガレキの一部が混入した粉体である。
【００２２】
粉砕チャー１６はホッパ１７に貯留される。そして搬送空気３２とともに燃焼溶融炉８に導入され、燃焼空気３３で加熱し燃焼される。本実施例の燃焼溶融炉８は粉砕チャーを炉内に供給するための燃料ノズル４１と、２次ノズル４２と、３次ノズル４３を有している。燃料ノズル４１は、燃焼溶融炉８の最も下部に位置し、粉砕チャー燃料を搬送空気３２によって燃焼溶融炉８に送りこむものである。２次ノズル４２および３次ノズル４３は粉砕チャー燃料を燃焼するための燃焼空気３３を送り込むものである。
【００２３】
燃焼溶融炉８では、搬送空気３２と燃焼空気３３の旋回流を形成させるのがよい。この旋回流は、例えば各ノズルを炉内面の接線方向に開口を有するように配置することで達成される。旋回流は燃料ノズルと２次ノズルの噴流によって形成された旋回流は高温還元燃焼域を形成し、３次ノズルの噴流によって形成された旋回流は完全燃焼域を形成する。粉砕チャー燃料は２次ノズル４２から送気された燃焼空気３３により、高温還元燃焼域で約１２００℃以上で燃焼された後、３次ノズル４３から送気された燃焼空気３３によって完全燃焼域で理論空気量より多い空気量で燃焼する。粉砕チャー燃料中の可燃分が燃焼溶融炉８中で燃焼することによって、粉砕チャー燃料中の灰分が溶融スラグ化する。燃焼溶融炉８内に旋回流が存在するため、溶融スラグ化した成分は燃焼溶融炉８内の壁面に沿って流下し、スラグ排出口４４から冷却水槽８５中に滴下する。冷却水槽８５内で溶融スラグ化した成分は直ちに冷却され、冷却水槽８５中に設置されているコンベア８６上に堆積し、冷却水槽８５外に排出される。
【００２４】
一方、燃焼溶融炉８から煙突８４に至る煙道には、排熱蒸気発生装置５０，空気加熱器６０，バグフィルター８０，煙道ガス浄化装置８２，排気ファン８３が設けられ、排熱蒸気発生装置５０の蒸気により蒸気タービン発電機５０１にて発電が行われる。なお、熱分解炉において、廃棄物を加熱するために使用された燃焼ガス１１は、燃焼溶融炉８から排出されたガスと混合され、排熱蒸気発生装置５０へ導入され、蒸気タービン発電機での発電に利用される。
【００２５】
図３に示す実施例によれば、本発明の熱分解装置を含む廃棄物処理装置、更には蒸気発電システムが実現する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、熱分解炉にて生成した熱分解残渣を、搬送不良を起こさずに搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す熱分解装置の概略図。
【図２】本発明の他の実施例を示す熱分解装置の概略図。
【図３】本発明の一実施例を示す廃棄物処理装置の系統図。
【符号の説明】
１…廃棄物、７…熱分解炉、８…燃焼溶融炉、１０…排出管、１１…燃焼ガス、２０…搬送管、２１…スクリューフィーダ、２２，２３…スライド弁、２４，２５…管、３０…冷却ジャケット、４０…温度調節器、７０…加熱ジャケット、９１…温度コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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