【手続補正書】
【提出日】平成16年1月28日(2004.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】廃棄物処理装置および廃棄物の処理方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】廃棄物を、低温で熱分解ガス化するガス化炉と；
前記熱分解ガス化されたガスを、高温で燃焼させ、前記ガス中に含まれる固形分を溶融する溶融炉と；
前記溶融炉から排出された排ガスを灰分離し、前記排ガス中に含まれる飛灰を捕集する灰分離器／灰捕集器と；
前記灰分離器／灰捕集器で捕集された飛灰を、前記溶融炉に搬送する第１搬送手段と；
前記溶融炉に搬送された飛灰を、前記溶融炉の内周に沿う方向に流し込む導入手段とを備える；
廃棄物処理装置。
【請求項２】前記灰分離器／灰捕集器が、前記溶融炉から排出された排ガスを濾過し、前記排ガス中に含まれる飛灰を捕集する濾過器である；
請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】前記溶融炉から排出された排ガスのエネルギを回収する廃熱ボイラと；
前記廃熱ボイラで捕集された飛灰を、前記溶融炉に搬送する第２搬送手段とを備える；
請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】前記溶融炉から排出された排ガスのエネルギを回収する廃熱ボイラと；
前記廃熱ボイラから排出された排ガスのエネルギを回収し、前記廃熱ボイラに送られ加熱される前の水を予熱する節炭器と；
前記節炭器で捕集された飛灰を、前記溶融炉に搬送する第３搬送手段とを備える；
請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】前記溶融炉から排出された排ガスのエネルギを回収する廃熱ボイラと；
前記廃熱ボイラから排出された排ガスのエネルギを回収し、前記ガス化炉および前記溶融炉に送られ燃焼される前の燃焼空気を予熱する空気予熱器と；
前記空気予熱器で捕集された飛灰を、前記溶融炉に搬送する第４搬送手段とを備える；
請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】前記捕集された飛灰を集積する灰集積器を備える；
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項７】前記溶融炉が、前記ガスを前記溶融炉の内周に沿う方向に導入する入口ダクトを有し；
前記導入手段が、前記入口ダクトに取り付けられた；
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項８】前記捕集された飛灰を粉砕する灰粉砕機をさらに備えた；
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項９】前記ガス化炉が、前記廃棄物を前記ガス化炉に供給する給塵装置、または砂循環系を有し；
前記捕集された飛灰を、前記給塵装置または砂循環系に戻し、前記ガス化炉を経由して前記溶融炉に戻す；
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１０】廃棄物を、低温で熱分解ガス化する第１工程と；
前記熱分解ガス化されたガスを、溶融炉を用いて高温で燃焼させ、前記ガス中に含まれる固形分を溶融する第２工程と；
前記第２工程により生じた排ガスを、第１灰分離器／第１灰捕集器を用いて灰分離し、前記排ガス中に含まれる飛灰を捕集する第３工程と；
前記第１灰分離器／第１灰捕集器を出た排ガス中に中和剤を注入する第４工程と；
前記中和剤が注入された排ガスを、第２灰分離器／第２灰捕集器を用いて灰分離し、前記中和剤が注入された排ガス中に含まれる中和灰を捕集し、前記捕集された中和灰を回収する第５工程と；
前記第１灰分離器／第１灰捕集器で捕集された飛灰を、前記溶融炉に戻す第６工程とを備える；
廃棄物の処理方法。
【請求項１１】 前記捕集された飛灰を粉砕する粉砕工程をさらに備える；
請求項１０に記載の廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、固形化燃料（ＲＤＦ）、廃プラスチック、廃ＦＲＰ、バイオマス廃棄物、自動車廃棄物、廃油等の廃棄物を燃焼処理する方法、廃棄物の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の廃棄物を処理する方法は、廃棄物を、ガス化炉を用いて低温で熱分解ガス化し生成ガスとし、生成ガスを溶融炉に送り、さらに高温で燃焼させ、生成ガス中に含まれる固形分を溶融し、溶融炉の底からスラグを回収していた。燃焼により生じた排ガスは、廃熱ボイラに導き、蒸気を発生させて熱回収を行っていた。廃熱ボイラを出た排ガスは、第１バグフィルタに導いて排気ガス中の灰を捕集し、捕集された灰は、系外にて溶融処理した後埋立処分がなされていた。第１バグフィルタを出た排ガスは、消石灰を混入して中和し、第２バグフィルタに導いて中和された中和灰を捕集していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の廃棄物処理装置によれば、溶融炉にてスラグ化されず系外にて溶融処理がなされて埋立処分される大量の捕集灰が存在する。溶融炉でのスラグ化率をさらに向上させれば、埋立処分する捕集灰を減少させることができる。このため、コストの低減、埋立処分地の延命化の観点からさらにスラグ化率を向上させることが要求されていた。
【０００４】
そこで本発明は、溶融炉でのスラグ化率をさらに向上させ、捕集灰を減少させ、排ガス処理用の中和剤の使用量を減少させることができる廃棄物処理装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、例えば図１、図２に示すように、廃棄物ａを、低温で熱分解ガス化するガス化炉５と；前記熱分解ガス化されたガスｍを、高温で燃焼させ、ガスｍ中に含まれる固形分を溶融する溶融炉８と；溶融炉８から排出された排ガスｊを灰分離し、排ガスｊ中に含まれる飛灰ｈ１を捕集する灰分離器／灰捕集器１３ａと；灰分離器／灰捕集器１３ａで捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に搬送する第１搬送手段４１ａと；溶融炉８に搬送された飛灰ｈ１を、溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に流し込む導入手段２３とを備える。
【０００６】
このように構成すると、灰分離器／灰捕集器１３ａと、第１搬送手段４１ａと、導入手段２３を備えるので、灰分離器／灰捕集器１３ａで排ガスｊを灰分離し、捕集された飛灰ｈ１を第１搬送手段４１ａで溶融炉８に搬送し、搬送された飛灰ｈ１を導入手段２３で溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に流し込むことができ、溶融炉８内で旋回流を起こし、飛灰ｈ１を溶融炉８で効率よく溶融させてスラグ化率をあげることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１に示すように、灰分離器／灰捕集器１３ａが、溶融炉８から排出された排ガスｊを濾過し、排ガスｊ中に含まれる飛灰を捕集する濾過器１３ａである。
【０００８】
このように構成すると、濾過器１３ａと、第１搬送手段４１ａと、導入手段２３とを備えるので、濾過器１３ａで排ガスｊを濾過し、捕集された飛灰ｈ１を第１搬送手段４１ａで溶融炉８に搬送し、搬送された飛灰ｈ１を導入手段２３で溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に流し込むことができ、溶融炉８内で旋回流を起こし、飛灰ｈ１を溶融炉８で効率よく溶融させてスラグ化率をあげることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１に示すように、溶融炉８から排出された排ガスｊのエネルギを回収する廃熱ボイラ１０と；廃熱ボイラ１０で捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に搬送する第２搬送手段４１ｂとを備える。
【００１０】
このように構成すると、第２搬送手段４１ｂを備えるので、廃熱ボイラ１０で捕集された飛灰ｈ１を、第２搬送手段４１ｂによって溶融炉８に搬送し、飛灰ｈ１を溶融炉８で溶融させて溶融炉８でのスラグ化率をさらに向上させることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１に示すように、溶融炉８から排出された排ガスｊのエネルギを回収する廃熱ボイラ１０と；廃熱ボイラ１０から排出された排ガスｊのエネルギを回収し、廃熱ボイラ１０に送られ加熱される前の水ｆを予熱する節炭器１２と；節炭器１２で捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に搬送する第３搬送手段４１ｃとを備える。
【００１２】
このように構成すると、第３搬送手段４１ｃを備えるので、節炭器１２で捕集された飛灰ｈ１を、第３搬送手段４１ｃによって溶融炉８に搬送し、飛灰ｈ１を溶融炉８で溶融させて溶融炉８でのスラグ化率をさらに向上させることができる。
【００１３】
請求項５に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１に示すように、溶融炉８から排出された排ガスのｊエネルギを回収する廃熱ボイラ１０と；廃熱ボイラ１０から排出された排ガスｊのエネルギを回収し、ガス化炉５および溶融炉８に送られ燃焼される前の燃焼空気ｂ１を予熱する空気予熱器１１と；空気予熱器１１で捕集された飛灰を、溶融炉８に搬送する第４搬送手段４１ｃとを備える。
【００１４】
このように構成すると、第４搬送手段４１ｃを備えるので、空気予熱器１１で捕集された飛灰ｈ１を、第４搬送手段４１ｃによって溶融炉８に搬送し、飛灰ｈ１を溶融炉８で溶融させて溶融炉８でのスラグ化率をさらに向上させることができる。
【００１５】
請求項６に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１に示すように、前記捕集された飛灰を集積する灰集積器１８ａ、１８ｂ、１８ｃを備える。
【００１６】
請求項７に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置において、例えば図１、図２に示すように、溶融炉８が、ガスｍを溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に導入する入口ダクト２０を有し；導入手段２２、２３が、入口ダクト２０に取り付けられる。
【００１７】
このように構成すると、溶融炉８が、ガスｍを溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に導入する入口ダクト２０を有し、導入手段２２、２３が、入口ダクト２０に取り付けられるので、溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に導入されるガスｍ内に、溶融炉８での燃焼の前に導入手段２２、２３によって、搬送された飛灰ｈ１を導入することができる。その後、溶融炉８の入口ダクト２０から導入したガスｍは溶融炉８内で、燃焼し火炎を発生させるので、導入された飛灰ｈ１は高温燃焼域を通過することができ、飛灰ｈ１を効率よく溶融させることができる。
【００１８】
請求項８に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置において、前記捕集された飛灰ｈ１を粉砕する灰粉砕機をさらに備える。
【００１９】
このように構成すると、捕集された飛灰ｈ１は、粒径が大きいので、細かく粉砕することにより詰まりを生じないで気流搬送によって確実に溶融炉８に戻すことができる。
【００２０】
請求項９に係る発明による廃棄物処理装置１０１は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置において、ガス化炉５が、廃棄物ａをガス化炉５に供給する給塵装置、または砂循環系を有し；捕集された飛灰ｈ１を、前記給塵装置または砂循環系に戻し、ガス化炉５を経由して溶融炉８に戻す。
【００２１】
請求項１０に係る発明による廃棄物の処理方法は、例えば図１に示すように、廃棄物ａを、低温で熱分解ガス化する第１工程と；熱分解ガス化されたガスｍを、溶融炉８を用いて高温で燃焼させ、ガスｍ中に含まれる固形分を溶融する第２工程と；前記２工程により生じた排ガスｊを、第１灰分離器／第１灰捕集器１３ａを用いて灰分離し、排ガスｊ中に含まれる飛灰ｈ１を捕集する第３工程と；第１灰分離器／第１灰捕集器１３ａを出た排ガスｊ中に中和剤ｉを注入する第４工程と；中和剤ｉが注入された排ガスｊを、第２濾過器１３ｂを用いて濾過し、中和剤ｉが注入された排ガスｊ中に含まれる中和灰ｈ２を捕集し、捕集された中和灰ｈ２を回収する第５工程と；第１濾過器１３ａで捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に戻す第６工程とを備える。
【００２２】
請求項１１に係る発明による廃棄物の処理方法は、請求項１０に記載の廃棄物の処理方法において、前記捕集された飛灰または前記捕集された中和灰を粉砕する粉砕工程をさらに備える。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理装置１０１の全体構成を示すブロック図である。
廃棄物処理装置１０１は、廃棄物ａを貯留するごみピット１、ごみピット１から廃棄物ａを後述のごみホッパー３に運搬して投入するごみクレーン２、廃棄物ａを一時貯留するごみホッパー３、ごみホッパー３から放出された廃棄物ａを後述の流動層ガス化炉５に供給する給塵装置４を備える。
【００２５】
廃棄物処理装置１０１は、給塵装置４によって定量的に供給された廃棄物ａを低温で熱分解ガス化し生成ガスｍを発生させるガス化炉としての流動層ガス化炉５、流動層ガス化炉５の炉底から放出された不燃物ｄを、硅砂ｃを含む粒径の小さい不燃物(ｃ＋ｄ)と、粒径の大きい不燃物ｄに分級して排出する不燃物排出装置６、硅砂ｃを含む粒径の小さい不燃物(ｃ＋ｄ)を振動させて、硅砂ｃと、不燃物ｄに分級する振動篩７、生成ガスｍを燃焼し生成ガスｍ中の固形分を溶融する溶融炉としての旋回溶融炉８を備える。なお、給塵装置４は２段のスクリューフィーダ４ａ、４ｂを含んで構成される。なお、旋回溶融炉８は、水平断面が円形（図２（Ｂ）参照）の１次燃焼室８ａ、２次燃焼室８ｂ、スラグ分離部底部８ｃ、３次燃焼室８ｄを含んで構成される。
【００２６】
さらに廃棄物処理装置１０１は、旋回溶融炉８の炉底から排出されるスラグｅを運搬するスラグコンベア９、旋回溶融炉８の直後段に配置され、旋回溶融炉８から排出された排ガスｊから熱エネルギを回収し、供給された水ｆを加熱しスチームｇに変える廃熱ボイラ１０を備える。
【００２７】
また、廃棄物処理装置１０１は、流動層ガス化炉５、および旋回溶融炉８に供給される燃焼空気ｂ１を予熱する空気予熱器１１、廃熱ボイラ１０に供給され水ｆを予熱する節炭器１２、節炭器１２を出た排ガスｊを濾過し、塩基灰、重金属灰を含む飛灰ｈ１を捕集する第１濾過器（第１灰分離器／第１灰捕集器）としての第１バグフィルタ１３ａを備える。第１バグフィルタ１３ａで捕集された飛灰ｈ１は、灰集積器１８ａで集積され、旋回溶融炉８に戻される。
【００２８】
また、灰集積器１８ａは、不図示の灰貯留槽と、灰貯留槽の下に設置され灰貯留槽から落下した灰を排出する不図示の灰排出装置とからなる。灰排出装置は、搬送空気ｂ２を灰排出装置に送る第１搬送手段としての搬送送風機４１ａに接続され、搬送送風機４１ａから灰排出装置に送られた搬送空気ｂ２は灰排出装置から排出された飛灰ｈ１を気流搬送（ニューマ）し、旋回溶融炉８に搬送する。灰排出装置の排出量を調節することにより旋回溶融炉８に搬送される飛灰ｈ１の量を調整できる。旋回溶融炉８に戻されない一部の飛灰ｈ１は灰貯留槽外部に排出される。
【００２９】
第１バグフィルタ１３ａの後段側には第２濾過器（第２灰分離器／第２灰捕集器）としての第２バグフィルタ１３ｂが備えられ、第１バグフィルタ１３ａと第２バグフィルタ１３ｂを繋ぐ配管には、中和剤としての消石灰ｉを注入する、注入手段としての注入ノズル１４が取り付けられている。第２バグフィルタ１３ｂに入る前の排ガスｊに混入された消石灰ｉは、排ガスｊを中和する。第２バグフィルタ１３ｂは中和された排ガスｊ中に含まれた中和灰ｈ２を捕集する。
【００３０】
さらに、排ガスｊを第２バグフィルタ１３ｂから誘引する誘引送風機１９、排ガスｊを大気に放出する煙突１５が備えられている。また、廃熱ボイラ１０で生じたスチームｇによって駆動される蒸気タービン１６、中和灰ｈ２を処理し処理灰ｋにする回収手段としての灰処理装置１７が備えられている。
【００３１】
なお、飛灰ｈ１は、廃熱ボイラ１０、空気予熱器１１、節炭器１２でも排気ガスｊの流速の減少により捕集される。廃熱ボイラ１０で捕集された飛灰ｈ１は、灰集積器１８ｂで集積され、空気予熱器１１、節炭器１２で捕集された飛灰ｈ１は、集合されて灰集積器１８ｃで集積される。灰集積器１８ｂ、灰集積器１８ｃで集積された飛灰ｈ１の一部または全部が、灰集積器１８ｂ、１８ｃを出て、合流し旋回溶融炉８に戻される。また、灰集積器１８ｂ、１８ｃは、飛灰ｈ１を一部外部に排出できるように構成されている。
【００３２】
灰集積器１８ｂ、１８ｃは、それぞれ不図示の灰貯留槽と、灰貯留槽の下に設置され灰貯留槽から落下した灰を排出する不図示の灰排出装置とからなる。各灰排出装置は、搬送空気ｂ２を各排出装置にそれぞれ送る搬送送風機４１ｂ、４１ｃに接続され、搬送送風機４１ｂ、４１ｃから各排出装置に送られた搬送空気ｂ２は各灰排出装置から排出された飛灰ｈ１を気流搬送（ニューマ）し、旋回溶融炉８に搬送する。各排出装置の排出量を調節することにより旋回溶融炉８に搬送されるそれぞれの飛灰ｈ１の量を調整できる。旋回溶融炉８に戻されない一部の飛灰ｈ１は各灰貯留槽外部にそれぞれ排出される。なお、搬送送風機４１ｂが第２搬送手段である。搬送送風機４１ｃは、第３搬送手段であり、同時に第４搬送手段である。
【００３３】
空気予熱器１１への燃焼空気ｂ１、流動層ガス化炉５および旋回溶融炉８への燃焼空気ｂ１、硅砂ｃ、不燃物排出装置６からの不燃物ｄ、振動篩７からの不燃物ｄ、スラグｅ、水ｆ、スチームｇ、第１バグフィルタ１３ａおよび節炭器１２からの捕集飛灰ｈ１、廃熱ボイラ１０からの捕集飛灰ｈ１、中和灰ｈ２、消石灰ｉ、第１バグフィルタ１３ａからの捕集飛灰ｈ１の搬送空気ｂ２、節炭器１２からの捕集飛灰ｈ１の搬送空気ｂ２、廃熱ボイラ１０からの捕集飛灰の搬送空気ｂ２は、それぞれの供給ライン５１〜６５を介して供給される。
【００３４】
次に、本実施の形態の廃棄物処理装置１０１の作用を説明する。不図示のトラックで搬入された廃棄物ａは、ごみピット１に貯留される。次いで、ごみクレーン２によりごみホッパー３に投入される。廃棄物ａは、ごみホッパー３下部に設けられた給塵装置４（２段のスクリューフイーダ４ａ、４ｂ）によって定量的に切り出され、流動層ガス化炉５に供給される。
【００３５】
流動層ガス化炉５内では、炉底に送入される燃焼空気ｂ１により、流動層ガス化炉５内に形成された空気分散板５ａ上に硅砂ｃの流動層が形成される。廃棄物ａは、この４５０〜６５０℃の低温に保持された硅砂ｃの流動層に落下することにより、熱せられた硅砂ｃと燃焼空気ｂ１に接触して速やかに熱分解ガス化され、ガス、タール、固形カーボンとなる。
【００３６】
固形カーボンは流動層の活発な撹乱運動により微粉砕される。流動層ガス化炉５に形成されたフリーボード５ｂにも燃焼空気ｂ１が吹き込まれ、６５０〜８５０℃の高温にてタールと固形カーボンのガス化が行われる。炉底では不燃物排出装置６により硅砂ｃと不燃物ｄが排出され、次いで分級される。不燃物ｄには、鉄、アルミニウムといった金属類が含まれるが、炉内が還元雰囲気であるため、未酸化でクリーンな状態で回収できる。
【００３７】
微細化した固形カーボンを同伴しつつ流動層ガス化炉５を出た生成ガスｍは、可燃性ガスであるが、溶融炉８に入るまでは、酸素のない雰囲気であるため、まだ燃焼していない燃焼する前のガスｍである。この生成ガスｍは、旋回溶融炉８に供給され、予熱された燃焼空気ｂ１と１次燃焼室８ａにて旋回流中で混合しながら、高速燃焼し１２００〜１５００℃の高温になる。燃焼は傾斜した２次燃焼室８ｂで完結する。
【００３８】
固形カーボン中の灰分の全量は、高温のためにスラグミストとなる。スラグミストの大部分は、旋回流の遠心力の作用により、１次燃焼室８ａの炉壁上の溶融スラグ相に捕捉される。炉壁を流れ下った溶融スラグｅは、２次燃焼室８ｂに入った後に、スラグ分離部８ｃの底部より排出される。スラグ分離部８ｃの底部より排出されたスラグｅは、スラグコンベア９によって運搬される。ガス中に残留する未燃物は、３次燃焼室８ｄにて供給された燃焼空気ｂ１により完全燃焼される。
【００３９】
旋回溶融炉８を出た排ガスｊは、廃熱ボイラ１０に導かれ、ここで発生する高温、高圧のスチームｇは蒸気タービン１６に供給され発電を行う。廃熱ボイラ１０を出た排ガスｊは、空気予熱器１１で燃焼空気ｂ１を、節炭器１２で蒸気タービン１６からの復水ｆを予熱し、自らは降温する。次いで、排ガスｊは、第１バグフィルタ１３ａにて塩基灰、重金属灰を含む飛灰ｈ１が除塵された後に、脱塩剤としての粉末状の消石灰ｉが混入されて中和され、第２バグフィルタ１３ｂにて中和灰ｈ２が除塵され、誘引送風機１９を経て、煙突１５より大気放出される。
【００４０】
消石灰ｉは主として排ガスｊ中に含まれる塩化水素と反応し、塩化カルシュウムが生成される。通常は、排ガスｊに含まれている塩化水素の等量比１．５〜２．５倍の消石灰ｉが添加される。塩化カルシュウムを含む中和灰ｈ２は、灰処理装置１７にて処理され処理灰ｋとなる。旋回溶融炉８に戻される飛灰ｈ１の流量は、調整可能である。捕集された飛灰ｈ１の全部または一部が旋回溶融炉８に戻される。第１バグフィルタ１３ａで飛灰ｈ１が捕集された後に第２バグフィルタ１３ｂに入る排ガスｊを中和するので、第１バグフィルタ１３ａに入る排ガスｊを中和する場合より、消石灰ｉの使用量を減少させることができる。
【００４１】
第１バグフィルタ１３ａで捕集された、塩基灰、重金属灰を含む飛灰ｈ１は、灰集積器１８ａに集積され、集積された飛灰ｈ１の一部または全部が搬送空気ｂ２によって空気搬送されて旋回溶融炉８に戻され、旋回溶融炉８内で溶融されてスラグとなる。よって、スラグ化率（スラグ重量÷（スラグ重量＋飛灰重量）×１００（％））をさらに向上させることができる。さらに、廃熱ボイラ１０、節炭器１２で捕集され、それぞれ灰集積器１８ｂ、１８ｃに集積された飛灰ｈ１の、一部または全部が搬送空気ｂ２によって空気搬送されて旋回溶融炉８に戻され、旋回溶融炉８内で溶融されてスラグとなる。よって、スラグ化率をさらに向上させることができる。捕集された飛灰ｈ１を旋回溶融炉８に戻さないときは、スラグ化率が７０〜８０％であったが、本実施の形態の場合は、スラグ化率を９０％以上に向上させることができる。
【００４２】
なお、飛灰ｈ１は、旋回溶融炉８に直接戻すほか、ガス化炉５の給塵装置４を用いて廃棄物ａと共にガス化炉５に導入したり、同じガス化炉５の砂循環系に戻すなどガス化炉を経由して間接的に戻す方法がある。飛灰ｈ１は、ガス化炉と溶融炉の間のダクト中に戻してもよい。
【００４３】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）を参照して、旋回溶融炉８に取り付けられた、第１バグフィルタ１３ａ、節炭器１２、廃熱ボイラ１０からの捕集飛灰ｈ１を旋回溶融炉８に戻すためのノズルの配置について説明する。
【００４４】
旋回溶融炉８の１次燃焼室８ａの上部に外周方向に等配されて４つの燃焼空気用ノズル２１が取り付けられている。燃焼空気用ノズル２１は、水平に配置され、かつ１次燃焼室８ａに導入された燃焼空気ｂ１が図中反時計方向の旋回流を生じるように、１次燃焼室８ａの、水平断面が円形の内周８ｅに沿う方向に燃焼空気ｂ１を送り込む。
【００４５】
旋回溶融炉８には、流動層ガス化炉５からの生成ガスｍを導入する入口ダクト２０が取り付けられ、入口ダクト２０は１次燃焼室８ａに導入された生成ガスｍが、１次燃焼室８ａの内周８ｅに沿う方向に導入され、図中反時計方向の旋回流を生じるように配置されている。
【００４６】
入口ダクト２０の１次燃焼室８ａへの取付部には、鉛直方向に一列に並んで３本のノズルが取り付けられている。３本のノズルは水平に配置されている。上側のノズルが、廃熱ボイラ１０、空気予熱器１１、節炭器１２からの捕集飛灰ｈ１を１次燃焼室８ａに導入するための導入手段としての戻し灰用ノズル２２である。中側のノズルが、第１バグフィルタ１３ａからの捕集飛灰ｈ１を同様に導入するための導入手段としての戻し灰用ノズル２３である。さらに下側のノズルが、燃焼空気ｂ１を同様に導入するための燃焼空気用ノズル２４である。
【００４７】
なお、空気予熱器１１で捕集された飛灰ｈ１を集積し、廃熱ボイラ１０からの飛灰ｈ１等に合流させ、戻し灰用ノズル２２を介して旋回溶融炉８に戻すように構成してもよい。
【００４８】
前述の３本のノズルは、導入された飛灰ｈ１、燃焼空気ｂ１が、図中反時計方向の旋回流を生じるように、１次燃焼室８ａの内周８ｅに沿う方向に飛灰ｈ１、燃焼空気ｂ１を送り込む。なお、節炭器１２からの捕集飛灰ｈ１、および廃熱ボイラ１０からの捕集飛灰ｈ１の、どちらか一方を１次燃焼室８ａに戻し、他方を戻さないようにしてもよい。
【００４９】
戻し灰用ノズル２２、２３が、生成ガスｍが導入される入口ダクト２０の１次燃焼室８ａへの取付部に取り付けられ、燃焼空気用ノズル２４の近傍に燃焼空気用ノズル２４と同じ向きに取り付けられているので、生成ガスｍが入口ダクト２０から一次燃焼室８ａの内部に入った箇所で燃焼し火炎を発生させ、高温燃焼を達成し、さらに、捕集された飛灰ｈ１は、生成ガスｍの流れに乗るように旋回溶融炉８に導入されるので、飛灰ｈ１を生成ガスｍの燃焼域に導き効率よく溶融させることができる。
【００５０】
このように、捕集された飛灰ｈ１を１次燃焼室８ａに戻し、飛灰ｈ１を効率よく溶融させることができるので、スラグ化率をさらに向上させることができる。また、飛灰ｈ１を、燃焼空気ｂ１に同伴させて溶融炉８に供給することにより溶融炉８で該燃焼空気ｂ１が生成ガスｍと反応して直ちに高温の火炎を形成するので、該飛灰ｈ１は、形成された高温の火炎の中に、直接、密な状態で投入される。したがって、飛灰ｈ１の粒子が互いにくっついて成長し、一次燃焼室８ａの壁面で捕集され易くなり、当該壁面において効率よく溶ける。なお、戻し灰の流速は、戻し灰用ノズル２２、２３の出口で２０ｍ／ｓとすることが望ましい。この方式では、飛灰ｈ１の搬送空気を燃焼空気として用いることが好適である。
【００５１】
戻し灰用ノズル２２、２３を取り付ける位置は、旋回溶融炉８の１次燃焼室８ａの上半分（入口ダクト２０側上半分）とすることが望ましい。一般的に、旋回溶融炉８に導入された生成ガスｍが、この上半分の範囲で燃焼するよう必要な空気が投入されるので、１次燃焼室８ａの下半分に戻し灰用ノズル２２、２３を取り付けた場合、搬送空気によって戻し灰用ノズル２２、２３近傍が冷やされてしまい、飛灰ｈ１が溶融されにくくなる。
【００５２】
第１バグフィルタ１３ａからの捕集飛灰ｈ１のみを１次燃焼室８ａに戻し、節炭器１２および廃熱ボイラ１０からの捕集飛灰ｈ１を戻さないようにするとよい。この場合は、前述のように入口ダクトの１次燃焼室８ａへの取付部に取り付けられた３本のノズルの内、中側のノズルを第１バグフィルタ１３ａからの捕集飛灰ｈ１を導入するための戻し灰用ノズルとし、上側と下側のノズルを、燃焼空気ｂ１を導入するための燃焼空気用ノズルとするとよい。
【００５３】
なお、以上の例は、旋回溶融炉で、図２（Ｂ）中、反時計回りの旋回流を起こす場合について例示したが、図２（Ｂ）中、時計回りの旋回流を起こすように、入口ダクト、空気燃焼用ノズル、戻し灰用ノズルを配置しても同様に有効である。
【００５４】
また、廃熱ボイラを出た飛灰ｈ１が灰集積器１８ｂに到達するまでの間の供給ライン６０に、灰を粉砕する灰粉砕機を設けてもよいし、あるいは空気予熱器１１を出た飛灰ｈ１と、節炭器１２を出た飛灰ｈ１が集合した後、灰集積器１８ｃに到達するまでの間の供給ライン６０に、灰粉砕機を設けてもよい。これらの飛灰ｈ１は、粒径が大きいので、細かく粉砕することにより詰まりを生じないで気流搬送によって確実に旋回溶融炉８に、戻すことができる。
【００５５】
空気予熱器１１を出た飛灰と、節炭器１２を出た飛灰とが集合した後、さらに廃熱ボイラ１０を出た飛灰を集合させるとよい。これら３種類の飛灰が集合した集合飛灰が、灰粉砕機によって細かく粉砕され、粉砕された集合飛灰が、前述のように灰貯留槽と灰排出装置からなる灰集積器の灰排出装置に送られ、灰排出装置から排出された集合飛灰が搬送送風機によって旋回溶融炉に気流搬送されるようにしてもよい。
【００５６】
廃熱ボイラを出た飛灰ｈ１、空気予熱器１１を出た飛灰ｈ１、節炭器１２を出た飛灰ｈ１が、別々に旋回溶融炉８に戻るようにしてもよい。また、廃熱ボイラ１０で捕集される飛灰ｈ１の量、空気予熱器１１で捕集される飛灰ｈ１の量、節炭器１２で捕集される飛灰ｈ１の量のうち、いずれかの飛灰ｈ１の量が少ないときは、量が少ない飛灰ｈ１は灰集積器で集積した後、旋回溶融炉８に戻さないようにし、別途回収してもよい。
【００５７】
図１に示すように、廃棄物ａを、低温で熱分解ガス化する第１工程と；熱分解ガス化されたガスｍを、溶融炉８を用いて高温で燃焼させ、ガスｍ中に含まれる固形分を溶融する第２工程と；前記２工程により生じた排ガスｊを、第１濾過器１３ａを用いて濾過し、排ガスｊ中に含まれる飛灰ｈ１を捕集する第３工程と；第１濾過器１３ａを出た排ガスｊ中に中和剤ｉを注入する第４工程と；中和剤ｉが注入された排ガスｊを、第２濾過器（第２灰分離器／第２灰捕集器）１３ｂを用いて濾過し、中和剤ｉが注入された排ガスｊ中に含まれる中和灰ｈ２を捕集し、捕集された中和灰ｈ２を回収する第５工程と；第１濾過器１３ａで捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に戻す第６工程と；前記第３工程の前に行われる工程であって、溶融炉８から排出された排ガスｊのエネルギを廃熱ボイラ１０で回収する第７工程と；廃熱ボイラ１０で捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に戻す第８工程とを備える処理方法で廃棄物ａを処理してもよい。
【００５８】
さらに、第３工程の前に行われる工程であって、廃熱ボイラ１０から排出された排ガスｊのエネルギを節炭器１２で回収する第９工程と；節炭器１２で捕集された飛灰を、溶融炉８に戻す第１０工程を備える処理方法で破棄物ａを処理してもよい。
【００５９】
例えば図１、図２に示すように、第６の工程が、第１濾過器、または廃熱ボイラ、または節炭器、または空気予熱器にて捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に戻すに際し、溶融炉８の内周８ｅに沿う方向に流し込んで行うものであってもよい。
【００６０】
例えば図１、図２に示すように、第６の工程が、捕集された飛灰ｈ１を、溶融炉８に戻すに際し、溶融炉８の中で燃焼空気ｂ１と接触する前の燃焼していない生成ガスｍが存在する溶融炉８の部分に戻すものであってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、灰分離器／灰捕集器と、第１搬送手段と、導入手段とを備えるので、灰分離器／灰捕集器で排ガスを灰分離し、捕集された飛灰を第１搬送手段で溶融炉に搬送し、搬送された飛灰を導入手段で溶融炉の内周に沿う方向に流し込むことができ、溶融炉内で旋回流を起こし、飛灰を溶融炉で効率よく溶融させてスラグ化率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃棄物処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は旋回溶融炉の戻し灰用ノズルの配置を示す正面図、（Ｂ）は部分平面図である。
【符号の説明】
１  ピット
２  クレーン
３  ホッパー
４  給塵装置
４ａ、４ｂ  スクリューフィーダ
５  流動層ガス化炉
６  不燃物排出装置
７  振動篩
８  旋回溶融炉
８ａ  １次燃焼室
８ｂ  ２次燃焼室
８ｃ  スラグ分離部
８ｄ  ３次燃焼室
８ｅ  内周
９  スラグコンベア
１０  廃熱ボイラ
１１  空気予熱器
１２  節炭器
１３ａ  第１バグフィルタ
１３ｂ  第２バグフィルタ
１４  注入ノズル
１５  煙突
１６  蒸気タービン
１７  灰処理装置
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  灰集積器
１９  誘引送風機
２０  入口ダクト
２１  燃焼空気用ノズル
２２、２３  戻し灰用ノズル
２４  燃焼空気用ノズル
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  搬送送風機
５１〜６５  供給ライン
ａ  廃棄物
ｂ１  燃焼空気
ｂ２  搬送空気
ｃ  硅砂
ｄ  不燃物
ｅ  スラグ
ｆ  水
ｇ  スチーム
ｈ１  飛灰
ｈ２  中和灰
ｉ  消石灰
ｊ  排ガス
ｋ  処理灰
ｍ  生成ガス