(57)【要約】【課題】被処理物から生じた熱分解ガスを適切な温度で集塵装置に流入させて、集塵装置の損傷を防止する被処理物処理システムを提供する。また、被処理物から生じた熱分解ガスを適切な温度でガス冷却装置に流入させて、ガス冷却装置の損傷を防止する被処理物処理システムを提供する。【解決手段】被処理物処理システムは、被処理物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解装置１，５と、熱分解装置１，５からの熱分解ガスを冷却するガス冷却装置７，９と、を備えている。ガス冷却装置７，９の後段には熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機１１が設けられている。集塵機１１から排出された熱分解ガスは、還流管１９を介して、集塵機１１の上流側に還流されるとともに、ガス冷却装置の上流側に還流されることが可能となっている。【選択図】　図１
2004099702.tif 000002
【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、
熱分解装置の後段に設けられ、熱分解装置からの熱分解ガスを冷却するガス冷却装置と、
ガス冷却装置の後段に設けられ、熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機と、
集塵機から排出された熱分解ガスを集塵機の上流側に還流することができる還流管と、を備えたことを特徴とする被処理物処理システム。
【請求項２】
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、
熱分解装置の後段に設けられ、熱分解装置からの熱分解ガスを冷却するガス冷却装置と、
ガス冷却装置の後段に設けられ、熱分解ガス中のダスト類を捕集する集塵機と、
集塵機から排出された熱分解ガスをガス冷却装置の上流側に還流することができる還流管と、を備えたことを特徴とする被処理物処理システム。
【請求項３】
集塵機に送られる熱分解ガスの温度を計測する集塵機用温度計と、
還流管を介して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集塵機用還流量調整装置と、
集塵機用温度計と集塵機用還流量調整装置とに接続され、集塵機用温度計の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えた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４】
ガス冷却装置に送られる熱分解ガスの温度を計測する冷却装置用温度計と、
還流管を介してガス冷却装置の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整する冷却装置用還流量調整装置と、
冷却装置用温度計と冷却装置用還流量調整装置とに接続され、冷却装置用温度計の計測値に基づいて冷却装置用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の被処理物処理システム。
【請求項５】
還流管を介して集塵機の上流側に還流される熱分解ガスの流量を計測する集塵機用還流量計測装置と、
還流管を介して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集塵機用還流量調整装置と、
集塵機用還流量計測装置と集塵機用還流量調整装置とに接続され、集塵機用還流量計測装置の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えた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６】
還流管を介してガス冷却装置の上流側の上流側に還流される熱分解ガスの流量を計測する冷却装置用還流量計測装置と、
還流管を介して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冷却装置用還流量調整装置と、
冷却装置用還流量計測装置と冷却装置用還流量調整装置とに接続され、冷却装置用還流量計測装置の計測値に基づいて冷却装置用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の被処理物処理システム。
【請求項７】
還流量制御装置に接続され、還流管を介して集塵機の上流側に還流される熱分解ガスの温度を計測する集塵機還流用温度計を更に備え、
還流量制御装置は、集塵機還流用温度計の計測値も考慮して集塵機用還流量調整装置を制御することを特徴とする請求項３又は５のいずれかに記載の廃棄処理システム。
【請求項８】
還流量制御装置に接続され、還流管を介してガス冷却装置の上流側に還流される熱分解ガスの温度を計測する冷却装置還流用温度計を更に備え、
還流量制御装置は、冷却装置還流用温度計の計測値も考慮して冷却装置用還流量調整装置を制御することを特徴とする請求項４又は６のいずれかに記載の廃棄処理システム。
【請求項９】
熱分解装置は、被処理物を熱分解ガスと残渣とに熱分解する熱分解炉と、熱分解炉から送られてくる熱分解ガスを部分燃焼して改質する改質器と、を有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の被処理物処理システム。
【請求項１０】
集塵機の後段に設けられ、集塵機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ガス洗浄設備を更に備え、
還流管は、集塵機から排出されガス洗浄設備において洗浄された熱分解ガスを還流することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の被処理物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、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に係り、特に、被処理物を熱分解することにより生じる熱分解ガスを適切に処理する被処理物処理システムに関する。
【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を減容化するための被処理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、熱分解装置において破砕した被処理物に熱分解処理を施すようになっている。そして、被処理物は、熱分解装置によって熱分解処理が施されると、熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣とを生じ、被処理物の減容化が図られている（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し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。
【０００４】
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。このようにして生じた蒸気を利用して、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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して、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。
【０００７】
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することにより改質し、この改質した熱分解ガスを洗浄することにより燃焼ガスが精製される。熱分解ガスから精製された燃料ガスは、ガスエンジンやガスタービンを稼動す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。
【０００８】
このように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（ガス冷却装置）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装置が高温腐食することはない。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、集塵装置や誘因ブロワーを具備する被処理物処理システムでは、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、熱分解ガスを部分燃焼させる方法を用いた場合には、当該集塵装置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。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−８０８６５号公報
【００１０】
【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。
【００１１】
しかしながら、改質器において燃焼され改質された熱分解ガスは非常に高温となっているので、ガス冷却装置に改質された熱分解ガスが流入する際には、ガス冷却装置の入部近傍の伝熱チューブが高温にさらされることとなる。このため、この伝熱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り、伝熱チューブが高温腐食してしまうことがある。
【００１２】
また、改質された熱分解ガスからダストを分離捕集するための集塵装置が設けられている場合には、集塵装置に流入させる熱分解ガスの温度を、集塵装置の耐用温度以下とする必要がある。一般的な集塵装置の耐用温度は２００℃近辺が上限となっているため、集塵装置に流入する熱分解ガスを、ガス冷却装置によってこの温度域まで冷却する必要がある。しかしながら、ガス冷却装置のみで、熱分解ガスの温度を集塵装置の耐用温度まで正確且つ安定に冷却することは難しい。このため、集塵装置に流入する熱分解ガスの温度が、集塵装置の耐用温度を超えてしまう場合が考えられる。また、このような場合には、ガス冷却装置の伝熱チューブの温度が低温腐食領域の温度となってしまうことがあるので、伝熱チューブが低温腐食してしまうことがある。
【００１３】
一方、改質された熱分解ガスをガス冷却装置において冷却しすぎると、熱分解ガス中の凝縮成分が結露してしまうことがある。この熱分解ガスが集塵装置に流入すると、集塵装置が濡れてしまい、集塵装置におけるガスの通過抵抗が増大してしまう場合がある。このため、ガス冷却装置は、凝縮成分が結露してしまった熱分解ガスが集塵装置に流入しないように、改質された熱分解ガスを冷却する必要がある。
【００１４】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、被処理物から生じた熱分解ガスを適切な温度で集塵装置に流入させて、集塵装置の損傷を防止する被処理物処理システムを提供することを目的とする。
【００１５】
また、被処理物から生じた熱分解ガスを適切な温度でガス冷却装置に流入させて、ガス冷却装置の損傷を防止する被処理物処理システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【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、熱分解装置の後段に設けられ、熱分解装置からの熱分解ガスを冷却するガス冷却装置と、ガス冷却装置の後段に設けられ、熱分解ガス中のダスト類を除去する集塵機と、集塵機から排出された熱分解ガスを集塵機の上流側に還流することができる還流管と、を備えたことを特徴とする被処理物処理システムである。
【００１７】
本発明によれば、ガス冷却装置から集塵機に送られる熱分解ガスは、還流管を介して集塵機の上流側に還流された熱分解ガスと混合して冷却される。
【００１８】
また、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、熱分解装置の後段に設けられ、熱分解装置からの熱分解ガスを冷却するガス冷却装置と、ガス冷却装置の後段に設けられ、熱分解ガス中のダスト類を捕集する集塵機と、集塵機から排出された熱分解ガスをガス冷却装置の上流側に還流することができる還流管と、を備えたことを特徴とする被処理物処理システムである。
【００１９】
本発明によれば、熱分解装置からガス冷却装置に送られる熱分解ガスは、還流管を介してガス冷却装置の上流側に還流された熱分解ガスと混合して冷却される。
【００２０】
また、集塵機に送られる熱分解ガスの温度を計測する集塵機用温度計と、還流管を介して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集塵機用還流量調整装置と、集塵機用温度計と集塵機用還流量調整装置とに接続され、集塵機用温度計の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えていることが好ましい。尚、還流量制御装置が、集塵機に送られる熱分解ガスの温度以外の要素をも考慮して集塵機用還流量調整装置を制御する場合も、本件の保護対象である。
【００２１】
また、ガス冷却装置に送られる熱分解ガスの温度を計測する冷却装置用温度計と、還流管を介してガス冷却装置の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整する冷却装置用還流量調整装置と、冷却装置用温度計と冷却装置用還流量調整装置とに接続され、冷却装置用温度計の計測値に基づいて冷却装置用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えていることが好ましい。尚、還流量制御装置が、ガス冷却装置に送られる熱分解ガスの温度以外の要素をも考慮して冷却装置用還流量調整装置を制御する場合も、本件の保護対象である。
【００２２】
また、還流管を介して集塵機の上流側に還流される熱分解ガスの流量を計測する集塵機用還流量計測装置と、還流管を介して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集塵機用還流量調整装置と、集塵機用還流量計測装置と集塵機用還流量調整装置とに接続され、集塵機用還流量計測装置の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えていることが好ましい。尚、還流量制御装置が、還流管を介して集塵機の上流側に還流される熱分解ガスの流量以外の要素をも考慮して集塵機用還流量調整装置を制御する場合も、本件の保護対象である。
【００２３】
また、還流管を介してガス冷却装置の上流側の上流側に還流される熱分解ガスの流量を計測する冷却装置用還流量計測装置と、還流管を介して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冷却装置用還流量調整装置と、冷却装置用還流量計測装置と冷却装置用還流量調整装置とに接続され、冷却装置用還流量計測装置の計測値に基づいて冷却装置用還流量調整装置を制御する還流量制御装置と、を更に備えていることが好ましい。尚、還流量制御装置が、還流管を介してガス冷却装置の上流側の上流側に還流される熱分解ガスの流量以外の要素をも考慮して冷却装置用還流量調整装置を制御する場合も、本件の保護対象である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００２５】
図１及び図２は本発明の一実施の形態を示す図である。図１は、被処理物処理システム全体の構成を示す概略図である。図２は、被処理物処理システムのガス冷却熱交換器およびガス冷却塔の具体的な構成を示す概略図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態の被処理物処理システムは、被処理物を熱分解する熱分解炉１（熱分解キルン）と、熱分解炉１の後段側にガス搬送管３を介して接続された改質器５と、改質器５の後段側にガス搬送管３を介して接続されたガス冷却熱交換器７と、ガス冷却熱交換器７の後段側にガス搬送管３を介して接続されたガス冷却塔９と、ガス冷却塔９の後段側にガス搬送管３を介して接続された集塵機１１と、集塵機１１の後段側にガス搬送管３を介して接続されたガス洗浄設備１３と、を備えている。
【００２７】
ガス洗浄設備１３の後段には排出管１５を介して発電設備１７が設けられている。排出管１５には還流管１９の一端側が接続されており、集塵機１１から排出されガス洗浄設備１３において洗浄された熱分解ガスの一部乃至全部が、還流管１９に流入可能となっている。
【００２８】
還流管１９の他端側は分岐しており、分岐した一方は、ガス冷却熱交換器７と集塵機１１との間に設けられたガス冷却塔９の下段部に接続されるとともに（図２参照）、分岐した他方は、改質器５とガス冷却熱交換器７との間に設けられたガス搬送管３に接続されている。このため、還流管１９の一端側から流入した熱分解ガスは、還流管１９を経て、集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流され、及び／又は、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流されるようになっている。
【００２９】
還流管１９には、集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量を計測する集塵機用還流量計測装置２１と、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量を計測する冷却装置用還流量計測装置２３と、が取り付けられている。また、還流管１９には、集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量を調整する集塵機用還流量調整装置２５と、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整する冷却装置用還流量調整装置２７と、が取り付けられている。
【００３０】
ガス搬送管９と集塵機１１との間のガス搬送管３には、集塵機１１に送られる熱分解ガスの温度を計測する集塵機用温度計２９が設けられている。また、改質器５とガス冷却熱交換器７と間のガス搬送管３には、ガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガスの温度を計測する冷却装置用温度計３１が設けられている。
【００３１】
そして、集塵機用還流量計測装置２１、冷却装置用還流量計測装置２３、集塵機用還流量調整装置２５、冷却装置用還流量調整装置２７、集塵機用温度計２９、及び冷却装置用温度計３１の各々は、還流量制御装置３３に接続している。還流量制御装置３３は、集塵機用還流量計測装置２１の計測値および集塵機用温度計２９の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置２５を制御するとともに、冷却装置用還流量計測装置２３の計測値および冷却装置用温度計３１の計測値に基づいて冷却装置用還流量調整装置２７を制御するようになっている。
【００３２】
ガス洗浄設備１３から排出される熱分解ガスの温度は、ガス冷却熱交換器７から送られてくる熱分解ガスの温度よりも低温であるため、還流管１９を介してガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量を増やすほど、ガス冷却塔９から集塵機１１へ送られる熱分解ガスの温度は低くなる。このため、還流量制御装置３３は集塵機用還流量調整装置２５を制御して、集塵機用温度計２９の計測値が所定の集塵機１１搬送温度となるように、集塵機１１の上流のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量を調整するようになっている。
【００３３】
また、ガス洗浄設備１３から排出される熱分解ガスの温度は、改質器５から送られてくる熱分解ガスの温度よりも低温であるため、還流管１９を介して改質器５とガス冷却熱交換器７との間に設けられたガス搬送管３に還流される熱分解ガスの流量を増やすほど、改質器５からガス冷却熱交換器７へ送られる熱分解ガスの温度は低くなる。このため、還流量制御装置３３は冷却装置用還流量調整装置２７を制御して、冷却装置用温度計３１の計測値が所定の冷却装置搬送温度となるように、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整するようになっている。
【００３４】
なお、所定の集塵機１１搬送温度は、集塵機１１の耐用温度を考慮して決定されることが好ましく、集塵機１１のバグフィルタ等の機器類が損傷しないような温度（例えば約２００℃）が採用される。また、所定の冷却装置搬送温度は、ガス冷却熱交換器７の耐用温度を考慮して決定されることが好ましく、ガス冷却熱交換器７の機器類が損傷しないような温度（例えば約９００℃）が採用される。
【００３５】
熱分解炉１は、被処理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。熱分解炉１で生じた熱分解残渣は、熱分解残渣処理装置３５へと送られるようになっている。一方、熱分解炉１で生じた熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置された改質器５に送られるようになっている。
【００３６】
改質器５は、熱分解炉１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５において熱分解ガスが部分燃焼すると、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は熱分解し、熱分解ガスは改質される。
【００３７】
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であることが好ましい。
【００３８】
改質器５において改質された熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置されたガス冷却熱交換器７に送られるようになっている。
【００３９】
また、還流管１９を介してガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスが、改質器５とガス冷却熱交換器７との間に設けられたガス搬送管３に流入し、改質器５から送られてくる熱分解ガスと混合して、ガス冷却熱交換器７へ送られるようになっている。
【００４０】
また、ガス搬送管３を介してガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガスの温度が冷却装置用温度計３１によって計測され、この計測値は還流量制御装置３３へ送られるようになっている。
【００４１】
ガス冷却熱交換器７には、改質器５からの熱分解ガスと、還流管１９を介してガス冷却熱交換器７の上流側のガス搬送管３に送られてきた熱分解ガスと、が送られてくるようになっている。ガス冷却熱交換器７は、後述するように、伝熱チューブ３７を用いて熱分解ガスを所定の冷却温度（例えば約２００℃）まで冷却するように稼動する。
【００４２】
なお、所定の冷却温度は任意の値に適宜設定可能であり、集塵機１１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７の伝熱チューブ３７の低温腐食及び高温腐食、等を考慮して、所定の冷却温度に設定することが好ましい。例えば、▲１▼集塵装置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７の伝熱チューブ３７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、等を考慮すれば、所定の冷却温度を約２００℃に設定することが好ましい。また、ガス冷却熱交換器７の伝熱チューブ３７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３７の蒸気圧力を設定することが好ましい。
【００４３】
ガス冷却熱交換器７において冷却された熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置されたガス冷却塔９に送られるようになっている。
【００４４】
ガス冷却塔９の上段部には給水予熱機構３９が取り付けられており、後述するように、送られてきた熱分解ガスを給水予熱機構３９によって更に冷却することが可能となっている。また、ガス冷却塔９の下段部には還流管１９の分岐した一方の他端側が接続されており、ガス冷却塔９の下段部では、ガス冷却熱交換器７からの熱分解ガスと、還流管１９を介して送られてきた熱分解ガスとが混合するようになっている。このようにして混合された熱分解ガスは、ガス冷却塔９から排出され、ガス搬送管３を介して後段に設置された集塵機１１に送られるようになっている。
【００４５】
そして、ガス冷却塔９と集塵機１１との間に設けられたガス搬送管３を介して集塵機１１に送られる熱分解ガスの温度が冷却装置用温度計３１によって計測され、この計測値は還流量制御装置３３へ送られるようになっている。
【００４６】
集塵機１１に送られてくる熱分解ガスは、ガス冷却熱交換器７からガス冷却塔９に送られてきた熱分解ガスと、還流管１９を介してガス冷却塔９に送られてきた熱分解ガスと、から構成されている。集塵機１１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熱分解ガスからダスト類を除去する構成を有している。
【００４７】
集塵機１１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３を介して、ガス洗浄設備１３に送られるようになっている。なお、集塵機１１から排出される熱分解ガスは比較的低温（例えば約１５０℃）となっている。
【００４８】
ガス洗浄設備１３は、集塵機１１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１３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。これにより、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、熱分解ガスの洗浄が行われるようになっている。
【００４９】
そして、ガス洗浄設備１３で洗浄された熱分解ガスは、排出管１５に排出されるようになっている。なお、ガス洗浄設備１３で洗浄された熱分解ガスは、比較的低温（例えば約３０℃〜４０℃）となっている。
【００５０】
排出管１５に排出された熱分解ガスの一部乃至全部は、還流管１９に流入して、集塵機１１の上流側及び／又はガス冷却熱交換器７の上流側へ送られることが可能となっており、残りの熱分解ガスは排出管１５を経て発電設備１７に送られるようになっている。
【００５１】
一方、発電設備１７に送られる熱分解ガスは、燃料ガスとして用いられ、発電を行う際に用いられたり、発電システム内の各種機器の加熱燃料として用いられたりする。
【００５２】
次に、ガス冷却熱交換器７およびガス冷却塔９の構成について図２を用いて具体的に説明する。
【００５３】
図２に示すように、ガス冷却熱交換器７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ーが用いられている。ガス冷却熱交換器７は、ガス冷却熱交換器７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３７と、図示しないスートブロワと、ロータリーバルブ４１と、を具備している。この伝熱チューブ３７には汽水ドラム４３が接続されており、汽水ドラム４３から伝熱チューブ３７に水が供給されるとともに、伝熱チューブ３７から汽水ドラム４３に水が返送されるようになっている。通常、伝熱チューブ３７に供給された水は、ガス冷却熱交換器７に供給された熱分解ガスを冷却することにより温度が上昇し、蒸気の形態で汽水ドラム４３に返送されるようになっている。
【００５４】
伝熱チューブ３７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３７の温度が約１８０℃〜１９０℃程度に保持されるようになっている。
【００５５】
なお、伝熱チューブ３７の温度を安全な腐食領域の温度に保持する観点からは、伝熱チューブ３７の蒸発温度を更に高く設定して約２ＭＰａ程度にすることが好ましい。しかしながら、このような場合には、安価な煙管式のボイラー形式を採用することが難しくなり、また、伝熱チューブ３７内の水分の沸騰温度が約２００℃以上となってしまうので、ガス冷却熱交換器７のみで熱分解ガスの温度を約２００℃まで冷却することが難しくなる。一方、伝熱チューブ３７の蒸発温度を約０．５ＭＰａ飽和温度に設定した場合には、伝熱チューブ３７内の水分の沸騰温度が下がってしまう。このため、ガス冷却熱交換器７は、低温腐食領域の温度で使用される場合もある。
【００５６】
ガス冷却塔９は、図示しないスートブロワと、ロータリーバルブ４５と、サークルフィーダ４７と、を具備している。また、ガス冷却塔９の上段部には、汽水ドラム４３に接続された給水予熱機構３９が取り付けられている。この給水予熱機構３９は、ガス冷却塔９外からガス冷却塔９内に延びるとともにガス冷却塔９外に設けられた汽水ドラム４３に接続する主路３９ａと、ガス冷却塔９外において図２に示すように設けられたバイパス路３９ｂと、を有している。給水予熱機構３９の主路３９ａとバイパス路３９ｂとの分岐点には三方弁４９が設けられており、給水予熱機構３９に供給された水をガス冷却塔９内の主路３９ａに流入させるかバイパス路３９ｂに流入させるかを三方弁４９によって調整するようになっている。そして、給水予熱機構３９に供給された水は、最終的には汽水ドラム４３へ送られるようになっている。
【００５７】
ガス冷却塔９に供給された熱分解ガスはガス冷却塔９内に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに晒されるので、このガス冷却塔９内の主路３９ａに水が供給されている場合には、熱分解ガスは冷却される。そして、ガス冷却塔９内の主路３９ａに供給された水は、熱分解ガスが冷却されるのに伴って、温度が上昇する。従って、ガス冷却塔９内に設けられた主路３９ａを経て汽水ドラム４３に送られる水（例えば５０℃〜７０℃の水）は、ガス冷却塔９内において予熱され、その後、汽水ドラム４３からガス冷却熱交換器７の伝熱チューブ３７に供給されるようになっている。このように、ガス冷却熱交換器７の伝熱チューブ３７に供給される水を、ガス冷却塔９の給水予熱機構３９によって予熱することにより、伝熱チューブ３７における発生蒸気量の増大に寄与することができるようになっている。
【００５８】
なお、本発明のガス冷却装置は、ガス冷却熱交換器７と、給水予熱機構３９が取り付けられたガス冷却塔９と、を含んで構成されている。
【００５９】
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説明する。
【００６０】
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、熱分解炉１へと送られる。
【００６１】
熱分解炉１では、被処理物が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。そして、熱分解炉１で生じた熱分解残渣は、熱分解残渣処理装置３５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。一方、熱分解炉１で生じた熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置された改質器５に送られる。
【００６２】
改質器５では、熱分解炉１から送られてくる熱分解ガスが、還元雰囲気において所定の改質温度まで加熱され、部分燃焼される。熱分解ガスが部分燃焼されると、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は熱分解する。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を含むガスに改質される。また部分燃焼され改質された熱分解ガスは、多量のダスト成分を含み、このダスト成分の９０％は炭素から形成されている。
【００６３】
改質器５において改質された熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置されたガス冷却熱交換器７に送られる。また、集塵機１１から排出されガス洗浄設備１３で洗浄された熱分解ガスが、還流管１９を介して、改質器５とガス冷却熱交換器７との間に設けられたガス搬送管３に流入し、改質器５からの熱分解ガスと混合して、ガス冷却熱交換器７へ送られる。
【００６４】
そして、ガス搬送管３を介してガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガスの温度が冷却装置用温度計３１によって計測され、この計測値は還流量制御装置３３へ送られる。
【００６５】
ガス冷却熱交換器７では、送られてきた熱分解ガスを伝熱チューブ３７を用いて所定の冷却温度まで冷却する。そして、ガス冷却熱交換器７において冷却された熱分解ガスは、ガス搬送管３を介して、後段に設置されたガス冷却塔９に送られる。
【００６６】
ガス冷却塔９では、ガス冷却熱交換器７から送られてくる熱分解ガスが、ガス冷却塔９内の上段部に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに晒される。この時、ガス冷却塔９内に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに水が供給されている場合には、ガス冷却塔９内の熱分解ガスは冷却され、ガス冷却塔９内に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに水が供給されていない場合には、ガス冷却塔９内の熱分解ガスは冷却されない。
【００６７】
プラントの立ち上げ時及び立ち下げ時等の低冷却負荷運転時には、熱分解炉１及び改質器５から送られてくる熱分解ガスの流量は少ないので、ガス冷却熱交換器７のみで、熱分解ガスを所定の集塵機１１搬送温度まで冷却することができる。このため、ガス冷却熱交換器７のみで熱分解ガスを所定の集塵機１１搬送温度まで冷却することができる場合には、給水予熱機構３９に供給された水がガス冷却塔９内の主路３９ａに流れ込まないように、三方弁４９を調整してバイパス路３９ｂに水を流すようにする。
【００６８】
このような場合に、ガス冷却塔９内の主路３９ａに水を流してしまうと、ガス冷却熱交換器７から送られてくる熱分解ガスが冷えすぎてしまい、熱分解ガス中の凝縮成分が結露してしまうことがある。結露した凝縮成分は、集塵機１１のろ布を濡らしてしまう。ろ布が濡れてしまうと、ろ布に付着したダストが落ちにくくなってしまうため、集塵機１１において熱分解ガスの流れが閉塞してしまうことがある。このため、このような場合には、三方弁４９を調整して、ガス冷却塔９内の主路３９ａに水を流さないようにする。
【００６９】
一方、高冷却負荷運転時のように、ガス冷却熱交換器７からガス冷却塔９に送られてくる熱分解ガスが所定の集塵機１１搬送温度よりも高くなっている場合には、三方弁４９を調整して、冷却塔内に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに水を流すようにする。これにより、ガス冷却熱交換器７からガス冷却塔９に送られてくる熱分解ガスは、ガス冷却塔９内の主路３９ａに晒されて冷却される。
【００７０】
このように、ガス冷却塔９内に設けられた給水予熱機構３９の主路３９ａに晒された熱分解ガスは、冷却塔の上段部から下段部に送られる。そして、集塵機１１から排出されガス洗浄設備１３で洗浄された熱分解ガスが、還流管１９を介してガス冷却塔９の下段部に送られ、ガス冷却熱交換器７からの熱分解ガスと混合する。ガス冷却熱交換器７からの熱分解ガスと還流管１９からの熱分解ガスとが混合した熱分解ガスは、ガス冷却塔９から排出され、ガス搬送管３を介して、後段に設置された集塵機１１へ送られる。
【００７１】
この時、ガス搬送管３を介して集塵機１１に送られる熱分解ガスの温度が集塵機用温度計２９によって計測され、この計測値は還流量制御装置３３に送られる。
【００７２】
集塵機１１では、ろ布によって、ガス冷却塔９から送られてきた熱分解ガスからダスト類が除去される。そして、集塵機１１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３を介して、ガス洗浄設備１３に送られる。
【００７３】
ガス洗浄設備１３では、集塵機１１から送られてきた熱分解ガスが、燃料として使用することができるようにガス洗浄される。そして、ガス洗浄設備１３で洗浄された熱分解ガスは、排出管１５に排出される。
【００７４】
排出管１５に排出された熱分解ガスのうち、一部乃至全部の熱分解ガスは、排出管１５に接続された還流管１９に流入し、それ以外の熱分解ガスは、発電設備１７に送られて燃料ガスとして用いられる。
【００７５】
還流管１９の一端側から流入した熱分解ガスは、還流管１９を経て、集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流され、及び／又は、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される。
【００７６】
還流管１９を介して集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量は、集塵機用還流量計測装置２１によって計測され、この計測値は、流量調整制御装置へ送られる。また、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量は、冷却装置用還流量計測装置２３によって計測され、この計測値は、流量調整制御装置へ送られる。
【００７７】
また、還流管１９を介して集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの流量は、還流量制御装置３３により制御される集塵機用還流量調整装置２５によって調整される。また、還流管１９を介してガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量は、還流量制御装置３３により制御される冷却装置用流量調整装置によって調整される。
【００７８】
そして還流量制御装置３３は、集塵機用温度計２９の計測値および集塵機用還流量計測装置２１の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置２５を制御するとともに、冷却装置用温度計３１の計測値および冷却装置用還流量計測装置２３の計測値に基づいて、冷却装置用還流量調整装置２７を制御する。
【００７９】
すなわち、集塵機用温度計２９の計測値および集塵機用還流量計測装置２１の計測値に基づき集塵機用還流量調整装置２５を制御して、冷却塔に還流する熱分解ガスの流量を調整し、ガス搬送管３を介して集塵機１１に送られる熱分解ガスの温度が、所定の集塵機１１搬送温度となるようにする。このようにして還流量制御装置３３が集塵機用還流量調整装置２５を制御することにより、集塵機１１には所定の集塵機１１搬送温度を有する熱分解ガスが安定に送られることとなる。
【００８０】
また、冷却装置用温度計３１の計測値および冷却装置用還流量計測装置２３の計測値に基づき冷却装置用還流量調整装置２７を制御して、ガス冷却熱交換器７の上流側に還流される熱分解ガスの流量を調整し、ガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガスの温度が、所定の冷却装置搬送温度となるようにする。このようにして還流量制御装置３３が冷却装置用還流量調整装置２７を制御することにより、ガス冷却熱交換器７には所定の冷却装置搬送温度を有する熱分解ガスが安定に送られることとなる。
【００８１】
以上説明したように、集塵機１１に送られる熱分解ガスは、ガス冷却熱交換器７及びガス冷却塔９から送られてくる高温の熱分解ガスに、集塵機１１及びガス洗浄設備１３から排出され還流管１９を介して冷却塔に送られてきた比較的低温の熱分解ガスが混合したものである。従って、集塵機１１には、ガス冷却熱交換器７及びガス冷却塔９から送られてくる高温の熱分解ガスが、還流管１９を介して送られてきた比較低温の熱分解ガスによって冷却された状態で送られてくる。これにより、集塵機１１が高温の熱分解ガスによって損傷してしまうことを効果的に防止している。
【００８２】
特に、集塵機１１の上流側に設けられたガス冷却塔９に還流管１９を介して還流される熱分解ガスの流量が還流量制御装置３３に制御された集塵機用還流量調整装置２５によって調整され、所定の集塵機１１搬送温度の熱分解ガスが集塵機１１に安定的に送られるようになっている。所定の集塵機１１搬送温度は、集塵機１１の損傷を招かないような温度に設定されているので、送られてくる熱分解ガスによって集塵機１１が損傷してしまうことをより確実に防止することができる。
【００８３】
また、ガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガスは、改質器５から送られてくる高温の熱分解ガスに、集塵機１１及びガス洗浄設備１３から排出され還流管１９を介して冷却塔に送られてきた比較的低温の熱分解ガスが混合したものである。従って、ガス冷却熱交換器７には、改質器５から送られてくる高温の熱分解ガスが、還流管１９を介して送られてきた比較低温の熱分解ガスによって冷却された状態で送られてくる。これにより、高温の熱分解ガスによってガス冷却熱交換器７が損傷してしまうことを効果的に防止している。
【００８４】
特に、ガス冷却熱交換器７の上流側のガス搬送管３に還流管１９を介して還流される熱分解ガスの流量が還流量制御装置３３に制御された冷却装置用還流量調整装置２７によって調整され、所定の冷却装置搬送温度の熱分解ガスがガス冷却熱交換器７に安定的に送られるようになっている。所定の冷却装置搬送温度は、ガス冷却熱交換器７の損傷を招かないような温度に設定されているので、送られてくる熱分解ガスによってガス冷却熱交換器７が損傷してしまうことをより確実に防止することができる。
【００８５】
なお、還流管１９の一端側を、排出管１５に接続する代わりに、集塵機１１とガス洗浄設備１３との間に設けられたガス搬送管３に接続してもよい。この場合には、集塵機１１から排出される熱分解ガスが、還流管１９の一端側から流入し、ガス冷却熱交換器７の上流側のガス搬送管３及び／又は集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流されうるようになっている。集塵機１１から排出される熱分解ガスは、改質器５からガス冷却熱交換器７に送られる熱分解ガス及びガス冷却熱交換器７からガス冷却塔９に送られる熱分解ガスに比べて低温である。このため、この場合にも上述の本実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、還流量制御装置３３が、集塵機用温度計２９の計測値および集塵機用還流量計測装置２１の計測値に基づいて集塵機用還流量調整装置２５を制御するとともに、冷却装置用温度計３１の計測値および冷却装置用還流量計測装置２３の計測値に基づいて、冷却装置用還流量調整装置２７を制御する場合について説明したが、本件の保護対象はこれに限定されるものではない。例えば、還流量制御装置３３が、集塵機用温度計２９および集塵機用還流量計測装置２１のうちいずれか一方の計測値のみに基づいて集塵機用還流量調整装置２５を制御したり、冷却装置用温度計３１および冷却装置用還流量計測装置２３のうちいずれか一方の計測値のみに基づいて冷却装置用還流量調整装置２７を制御したりする場合も、本件の保護対象である。
【００８７】
次に、本実施の形態の一変形例について説明する。
【００８８】
還流管１９を介して集塵機１１の上流側のガス冷却塔９に還流される熱分解ガスの温度を計測する集塵機還流用温度計５１と、還流管１９を介してガス冷却熱交換器７の上流側のガス搬送管３に還流される熱分解ガスの温度を計測する冷却装置還流用温度計５３と、を還流管１９に取り付けてもよい。
【００８９】
集塵機還流用温度計５１および冷却装置還流用温度計５３は、それぞれ還流量制御装置３３に接続されている。還流量制御装置３３は、集塵機用温度計２９の計測値および集塵機用還流量計測装置２１の計測値に加えて、集塵機還流用温度計５１の計測値も考慮して、集塵機用還流量調整装置２５を制御するようになっている。また、還流量制御装置３３は、冷却装置用温度計３１の計測値および冷却装置用還流量計測装置２３の計測値に加えて、冷却装置還流用温度計５３の計測値も考慮して、冷却装置用還流量調整装置２７を制御するようになっている。
【００９０】
他の構成は上述の本実施の形態と略同一である。上述の本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。
【００９１】
本変形例においても、集塵機１１には、ガス冷却熱交換器７及びガス冷却塔９から送られてくる高温の熱分解ガスが、還流管１９を介して送られてきた比較低温の熱分解ガスによって冷却された状態で送られてくるので、集塵機１１が高温の熱分解ガスによって損傷してしまうことを効果的に防止することができる。
【００９２】
特に、還流量制御装置３３は、集塵機還流用温度計５１の計測値も考慮して、集塵機用還流量調整装置２５を制御するので、所定の集塵機１１搬送温度の熱分解ガスが、より確実に集塵機１１へ送られるようになっている。
【００９３】
また、ガス冷却熱交換器７には、改質器５から送られてくる高温の熱分解ガスが、還流管１９を介して送られてきた比較低温の熱分解ガスによって冷却された状態で送られてくるので、高温の熱分解ガスによってガス冷却熱交換器７が損傷してしまうことを効果的に防止することができる。
【００９４】
特に、還流量制御装置３３は、冷却装置還流用温度計５３の計測値も考慮して、冷却装置用還流量調整装置２７を制御するので、所定の冷却装置搬送温度の熱分解ガスが、より確実にガス冷却熱交換器７へ送られるようになっている。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガス冷却装置から集塵機に送られる熱分解ガスは、還流管を介して集塵機の上流側に還流された熱分解ガスと混合して冷却される。これにより、ガス冷却装置から集塵機に送られる熱分解ガスの熱による集塵機の損傷を効果的に防止することができる。
【００９６】
また、本発明によれば、熱分解装置からガス冷却装置に送られる熱分解ガスは、還流管を介してガス冷却装置の上流側に還流された熱分解ガスと混合して冷却される。これにより、熱分解装置からガス冷却装置に送られる熱分解ガスの熱によるガス冷却装置の損傷を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】被処理物処理システム全体の構成を示す概略図である。
【図２】被処理物処理システムのガス冷却熱交換器およびガス冷却塔の具体的な構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１　熱分解炉
３　ガス搬送管
５　改質器
７　ガス冷却熱交換器
９　ガス冷却塔
１１　集塵機
１３　ガス洗浄設備
１５　排出管
１７　発電設備
１９　還流管
２１　集塵機用還流量計測装置
２３　冷却装置用還流量計測装置
２５　集塵機用還流量調整装置
２７　冷却装置用還流量調整装置
２９　集塵機用温度計
３１　冷却装置用温度計
３３　還流量制御装置
３５　熱分解残渣処理装置
３７　伝熱チューブ
３９　給水予熱機構
３９ａ　主路
３９ｂ　バイパス路
４１，４５　ロータリーバルブ
４３　汽水ドラム
４７　サークルフィーダ
４９　三方弁
５１　集塵機還流用温度計
５３　冷却装置還流用温度計
【図１】
2004099702.tif 000003
【図２】
2004099702.tif 000004