(57)【要約】【課題】改質器における反応を安定化して、改質器から生じる改質ガスの性状を安定化させる。【解決手段】廃棄物処理システム１０は廃棄物の投入装置１３と、改質用副資材の供給装置３２と、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生じさせる熱分解装置１２と、熱分解ガスと改質用副資材とを反応させて改質ガスを生じさせる改質器１４とを備えている。改質器１４からの改質ガスは監視装置、例えばガス成分測定装置３８により測定されて、改質ガス中のガス成分濃度が求められる。ガス成分測定装置３８からの信号に基づいて演算部５０が制御部３１ａおよび制御部３４ａを介して廃棄物調整部３１および調整弁３４を制御して、廃棄物の投入量および改質用副資材の供給量を調整する。【選択図】  図１
2004359776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む廃棄物の投入装置と、
酸素を含む改質用副資材の供給装置と、
投入装置から投入される廃棄物を加熱して高位炭化水素を含む熱分解ガスと残さとに分解する熱分解装置と、
熱分解装置からの熱分解ガスと、改質用副資材供給装置から供給される改質用副資材とを反応させて熱分解ガス中の高位炭化水素を低位炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および水蒸気を含む改質ガスに変換させる改質器とを備え、
改質ガス中の少なくとも１つのガス成分濃度を監視装置により監視し、
監視装置からの信号に基づいて、制御装置により改質用副資材供給装置からの改質用副資材の量を調整する改質用副資材調整部、および／または投入装置からの廃棄物の量を調整する廃棄物調整部を制御することを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項２】
改質器に第１温度測定装置を設置し、
この第１温度測定装置からの信号を考慮して、制御装置は改質用副資材調整部を制御するか、または廃棄物調整部を制御することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
改質用副資材供給装置と改質器との間に、予熱装置と第２温度測定装置とを設置し、第２温度測定装置からの信号に基づいて予熱装置を調整したことを特徴とする請求項２記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
改質器の下流側に、ガス冷却装置およびガス洗浄装置が順次設置され、
監視装置はガス洗浄装置に、またはその下流側に設置されていることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
監視装置はガス洗浄装置の下流側であって、かつ改質ガスの利用設備の直前に設置されていることを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
監視装置は低位炭化水素のガス成分濃度を監視することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項７】
監視装置は更に改質ガスの流量を監視することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項８】
ガス洗浄装置はフィルタを有し、監視装置は更にフィルタによる改質ガスの圧力損失を監視することを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理システム。
【請求項９】
監視装置は更に改質ガス中のカーボンダスト量を監視することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項１０】
ガス洗浄装置は逆洗機構を有するバグフィルタからなり、監視装置は更にバグフィルタの逆洗回数を監視することを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、未分別で未処理の様々な材質や形状からなる物質を含む都市ごみ、産業廃棄物あるいは特殊廃棄物等を、熱分解によって処理する廃棄物処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般廃棄物あるいは産業廃棄物などを処理する方法として、熱分解装置と改質器とを有し、有害物質で汚染されている可能性のある廃棄物等を熱的に処置するとともに、発生する熱分解ガスを改質用副資材により改質して利用する方法が知られている（例えば特許文献１−２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３６３７２
【特許文献２】
特開２００１−２７９２６４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来の廃棄物処理システムは熱分解装置と、改質器とを有し、この改質器からの改質ガスを改質ガスの利用設備に送って、改質ガスの有効利用を図っている。
【０００５】
しかしながら、従来、利用設備に送られる改質ガスのガス成分濃度は、熱分解装置および改質器における運転状況により種々変化しており、利用設備において改質ガス中のガス成分濃度を安定化させることが求められている。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、改質ガスの利用設備において使用される改質ガス中のガス成分濃度を安定化することができる廃棄物処理システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機物を含む廃棄物の投入装置と、酸素を含む改質用副資材の供給装置と、投入装置から投入される廃棄物を加熱して高位炭化水素を含む熱分解ガスと残さとに分解する熱分解装置と、熱分解装置からの熱分解ガスと、改質用副資材供給装置から供給される改質用副資材とを反応させて熱分解ガス中の高位炭化水素を低位炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および水蒸気を含む改質ガスに変換させる改質器とを備え、改質ガス中の少なくとも１つのガス成分濃度を監視装置により監視し、監視装置からの信号に基づいて、制御装置により改質用副資材供給装置からの改質用副資材の量を調整する改質用副資材調整部、および／または投入装置からの廃棄物の量を調整する廃棄物調整部を制御することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【０００８】
本発明は、改質器に第１温度測定装置を設置し、この第１温度測定装置からの信号を考慮して、制御装置は改質用副資材調整部を制御するか、または廃棄物調整部を制御することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【０００９】
本発明は、改質用副資材供給装置と改質器との間に、予熱装置と第２温度測定装置とを設置し、第２温度測定装置からの信号に基づいて予熱装置を調整したことを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１０】
本発明は、改質器の下流側に、ガス冷却装置およびガス洗浄装置が順次設置され、監視装置はガス洗浄装置に、またはその下流側に設置されていることを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１１】
本発明は、監視装置はガス洗浄装置の下流側であって、かつ改質ガスの利用設備の直前に設置されていることを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１２】
本発明は、監視装置は低位炭化水素のガス成分濃度を監視することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１３】
本発明は、監視装置は更に改質ガスの流量を監視することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１４】
本発明は、ガス洗浄装置はフィルタを有し、監視装置は更にフィルタによる改質ガスの圧力損失を監視することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１５】
本発明は、監視装置は更に改質ガス中のカーボンダスト量を監視することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１６】
本発明は、ガス洗浄装置は逆洗機構を有するバグフィルタからなり、監視装置は更にバグフィルタの逆洗回数を監視することを特徴とする廃棄物処理システムである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明による廃棄物処理システムの一実施の形態を示す図である。
【００１９】
図１に示すように廃棄物処理システム１０は、有機物を含む廃棄物を前処理する前処理装置１１と、前処理装置１１からの廃棄物を加熱して熱分解させ高位炭化水素を含む熱分解ガスを生じさせる熱分解装置１２と、前処理装置１１からの廃棄物を熱分解装置１２に投入する投入装置１３と、熱分解装置１２からの熱分解ガスから改質ガスを生じさせる改質器１４と、改質器１４からの改質ガスを冷却するボイラ装置（ガス冷却装置）１８と、ガス冷却装置１８により冷却された改質ガスを洗浄するガス洗浄装置１５と、改質ガスの誘引ブロア２１と、改質ガスを貯留するガス貯留装置１９と、改質ガスの供給ブロア２２と、改質ガスを利用する改質ガスの利用設備２０とを備えている。
【００２０】
図１において、廃棄物などの被処理物は、前処理装置１１および投入装置１３を経て熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａ内へ導入され、熱分解処理される。
【００２１】
熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａ内において、熱分解により発生した有機性の熱分解ガスは、改質器１４により改質されて低分子の可燃性改質ガスとなり、上述のようにガス冷却装置１８、ガス洗浄装置１５、誘引ブロア２１、ガス貯留装置１９および供給ブロア２２を経てガス利用設備２０においてエネルギ源である改質ガスとして再利用される。
【００２２】
一方、熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａ内で発生する残さは、残さ排出装置１２ｂから炉外へ排出され、ガス化溶融炉１７でさらに可燃性ガスを発生させる。
【００２３】
このように廃棄物処理システム１０から排出される二次物質は、エネルギ源として再利用される改質ガスと、残さ（スラグ）とに二分される。すなわち、本廃棄物処理システム１０では、改質ガスという可燃性ガスの形でエネルギ源を再利用することが可能である。
【００２４】
ところでガス洗浄装置１５の下流側に設けられた誘引ブロア２１は、熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａ内の圧力を一定に維持するためのものである。
【００２５】
次に図２により熱分解装置１２とガス化溶融炉１７について述べる。図２に示すように、熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａは外熱式回転キルンからなり、熱分解炉本体１２ａにおいて生じる熱分解ガスと残さはフード１２ｃ側へ送られる。熱分解ガスは、その後フード１２ｃから改質器１４へ送られ、他方、残さはフード１２ｃから残さ排出装置１２ｂを経てガス化溶融炉１７へ送られる。
【００２６】
ガス化溶融炉１７へ送られた残さは更に溶融されて、固形物は造粒装置へ送られる。他方、ガス化溶融炉１７で生じる可燃性ガスは、ガスライン１７ａを経てガス洗浄装置１５へ送られるようになっている。
【００２７】
また図１に示すように、廃棄物の投入装置１３には投入装置１３から熱分解炉本体１２ａへ供給する廃棄物の量を調整する廃棄物調整部３１が設けられ、この廃棄物調整部３１は後述する演算部５０からの信号に基づいて制御部３１ａにより制御されるようになっている。なお投入装置１３からの廃棄物の投入量は、投入装置１３に取付けられた投入量監視装置３１ｂにより監視され、この投入量監視装置３１ｂからの信号は制御部３１ａに送られる。
【００２８】
また、改質器１４へは改質用副資材供給装置３２から酸素を含む改質用副資材が供給され、改質器１４内でこの改質用副資材と熱分解装置１２からの高位炭化水素を含む熱分解ガスとが反応する。この場合、改質器１４内において、熱分解ガス中の高位炭化水素が、低位炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および水蒸気を含む改質ガスを生じさせるようになっている。
【００２９】
改質器１４には、改質器１４内の温度を測定する第１温度測定装置３６が設置されており、さらに改質用副資材供給装置３２と改質器１４との間には、予熱装置３３と、改質用副資材の量を調整する調整弁（改質用副資材調整部）３４とが配置されている。このうち、第１温度測定装置３６からの信号は信号処理部３６ａを経て演算部５０へ入力される。
【００３０】
また予熱装置３３の下流側には第２温度測定装置４０が設置され、この第２温度測定装置４０からの信号は制御部３３ａに送られて、この制御部３３ａにより予熱装置３３が制御されるようになっている。
【００３１】
さらに図１に示すように、ガス冷却装置１８とガス洗浄装置１５との間には改質ガス中のカーボンダスト量を監視するカーボンダスト量測定装置４４が設置され、カーボンダスト量測定装置４４からの信号は信号処理部４４ａを経て演算部５０へ入力される。
【００３２】
またガス洗浄装置１５はバグフィルタを有しており、バグフィルタを改質ガスが通過する際、改質ガスに圧力損失が生じる。本実施の形態において、この改質ガスの圧力損失を圧力測定装置３７により測定することができ、圧力測定装置３７からの信号は信号処理部３７ａを経て演算部５０へ入力される。
【００３３】
またガス洗浄装置１５のバグフィルタは逆洗機構１５ｃを有している。バグフィルタは目詰りすると自動的に逆洗機構１５ｃにより逆洗される。この逆洗回数はガス洗浄装置１５から信号処理部１５ａ，１５ｂを経て演算部５０へ送られる。
【００３４】
さらにガス貯留装置１９には、改質ガス中のガス成分濃度、例えば低位炭化水素のガス成分濃度を監視するガス成分濃度測定装置３８が設置されている。ガス成分濃度測定装置３８からの信号は、信号処理部３８ａを経て演算部５０へ送られる。このガス成分濃度測定装置３８を、ガス貯留装置１９の下流側、例えばガス利用設備２０の直前に設置しても良く、ガス貯留装置１９の上流側に設置しても良い。
【００３５】
また、ガス貯留装置１９の下流側には、改質ガスのガス流量を測定するガス流量測定装置３９が設置され、ガス流量測定装置３９からの信号は信号処理部３８ａを経て演算部５０へ送られる。
【００３６】
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。
【００３７】
まず、有機物を含む廃棄物が前処理装置１１へ送られて、廃棄物に対して前処理が施される。次に前処理装置１１からの廃棄物が投入装置１３を介して熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａへ送られ、この熱分解炉本体１２ａ内で廃棄物が加熱されて高位炭化水素を含む熱分解ガスと残さとに分解される。
【００３８】
熱分解装置１２の熱分解炉本体１２ａ内で生じた熱分解ガスは、その後改質器１４へ送られ、残さは残さ排出装置１２ｂへ送られた後、ガス化溶融炉１７へ送られる。
【００３９】
同時に、改質用副資材供給装置３２から酸素を含む改質用副資材が予熱装置３３および調整弁３４を経て改質器１４へ送られる。改質器１４では、熱分解ガスと改質用副資材とが反応して、熱分解ガス中の高位炭化水素が、低位炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および水蒸気を含む改質ガスに変換する。
【００４０】
改質器１４内で生じた改質ガスは、その後ガス冷却装置１８において冷却された後、ガス洗浄装置１５のバグフィルタによりダスト状の不純物が除去される。
【００４１】
ガス洗浄装置１５により洗浄された改質ガスは、その後誘引ブロア２１、ガス貯留装置１９および供給ブロア２２を経て、ガス利用設備２０へ送られ、このガス利用設備２０において改質ガスの有効利用が図られる。
【００４２】
この間、改質器１４内で生じた改質ガスの性状、例えば改質ガス中のカーボンダスト量がカーボンダスト量測定装置４４により測定され、ガス洗浄装置１５における改質ガスの圧力損失が圧力測定装置３７により測定される。また改質ガス中のガス成分濃度、例えば低位炭化水素濃度がガス成分測定装置３８により測定され、改質ガスの流量がガス流量測定装置３９により測定される。
【００４３】
さらにガス洗浄装置１５の逆洗機構１５ｃは逆洗回数を監視するとともに、この逆洗回数は信号処理部１５ａ，１５ｂへ送られる。この場合、逆洗機構１５ｃの逆洗回数が多くなれば、改質ガスの汚れと判断することができる。
【００４４】
このように改質ガスの性状を監視するカーボンダスト量測定装置４４、逆洗機構１５ｃ、圧力測定装置３７、ガス成分測定装置３８およびガス流量測定装置３９により監視装置が構成される。
【００４５】
次にカーボンダスト量測定装置４４からの信号は信号処理部４４ａを経て演算部（制御装置）５０へ送られ、逆洗機構１５ｃからの逆洗回数の信号は信号処理部１５ａ，１５ｂを経て演算部５０へ送られる。また圧力測定装置３７、ガス成分測定装置３８およびガス流量測定装置３９からの信号は、各々信号処理部３７ａ，３８ａ，３９ａを経て演算部５０へ送られる。
【００４６】
演算部５０では、少なくともガス成分測定装置３８からのガス成分濃度が所望の値となるよう、制御部３１ａを介して廃棄物調整部３１を制御し、投入装置１３から熱分解装置１２への廃棄物量を調整する。
【００４７】
同時に演算部５０は、ガス成分測定装置３８からのガス成分濃度が所望の値となるよう、制御部３４ａを介して調整弁３４を制御し、改質副資材供給装置３２から改質器１４へ送られる改質副資材の供給量を調整する。
【００４８】
このように、熱分解装置１２へ供給される廃棄物の投入量を調整し、改質器１４へ供給される改質副資材の供給量を調整することにより、改質器１４内において、適量の熱分解ガスと適量の改質副資材とを適正に反応させることができ、改質ガス中のガス成分濃度を所望の値とすることができる。
【００４９】
なお、演算部５０は、廃棄物調整部３１または調整弁３４のうち、いずれか一方を制御するようにしてもよい。
【００５０】
また、演算部５０は廃棄物調整部３１および調整弁３４を制御する際、改質器１４の第１温度測定装置３６からの信号に基づいて、この第１温度測定装置３６からの温度が所定値以上に上昇した場合、調整弁３４を絞って改質用副資材の供給量を少なくする。さらに第１温度測定装置３６からの温度が上昇した場合、廃棄物調整部３１を絞って、熱分解装置１２への廃棄物の投入量を制限する。
【００５１】
さらに演算部５０は廃棄物調整部３１および調整弁３４を制御する際、カーボンダスト量測定装置４４の信号に基づいてカーボンダスト量を調節し、改質ガスの性状を安定化させるとともに、圧力測定装置３７および逆洗機構１５ｃからの信号に基づいてダスト状不純物の量を調節し、改質ガスのダスト状不純物量を調整することができる。さらに、演算部５０はガス流量測定装置３９からの信号に基づいて改質ガスの流量を所定の値とするよう廃棄物調整部３１および調整弁３４を制御することができる。
【００５２】
さらに演算部５０は、改質器１４内において熱分解ガスと改質用副資材とが適切に反応するよう、第２温度測定装置４０からの信号に基づいて制御部３３ａにより予熱装置３３を制御し、改質器１４へ送られる改質用副資材の温度を適切な値に保つことができる。
【００５３】
以上のように本実施の形態によれば、演算部５０により廃棄物調整部３１を制御して熱分解装置１２に投入される廃棄物の量を調整し、演算部５０により調整弁３４を制御して改質器１４へ送られる改質用副資材の量を調整することができ、これにより改質器１４により生じる改質ガスの性状を所望の値に保つことができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、熱分解装置へ投入される廃棄物の量および／または改質器へ供給される改質用副資材の量を調整することができる。これにより改質器における反応を安定化させることができ、改質器から生じる改質ガスの性状を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃棄物処理システムの一実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明による廃棄物処理システムの熱分解装置とガス化溶融炉とを示す図。
【符号の説明】
１０  廃棄物処理システム
１１  前処理装置
１２  熱分解装置
１３  投入装置
１４  改質器
１５  ガス洗浄装置
１５ｃ  逆洗機構
２０  ガス利用設備
３１  廃棄物調整部
３２  改質用副資材供給装置
３３  予熱装置
３４  調整弁
３５  流量測定装置
３６  第１温度測定装置
３７  圧力測定装置
３８  ガス成分測定装置
３９  ガス流量測定装置
４０  第２温度測定装置
４４  カーボンダスト量測定装置
５０  演算部
【図１】
2004359776.tif 000003
【図２】
2004359776.tif 000004