(57)【要約】【課題】  含水率の高い低質ごみであっても安定した焼却処理が可能で、また従来放置、廃棄される場合のあったわら等の草木バイオマスを有効利用でき、さらに、焼却炉廃熱を利用した発電を行なう際に高効率発電が達成できる低質ごみ焼却炉及び発電設備を備えた低質ゴミの焼却システムを提供する。【解決手段】  低質ごみを炉内に供給する投入ホッパ３１と、乾燥域と主燃焼域と後燃焼域からなる燃焼室とを有し、含水率の高い低質ごみを焼却処理する焼却炉３０において、前記投入ホッパ３１とは異なる部位に、わら等の草木バイオマスを炭化して生成した炭化物２５を炉内に供給する手段３７を設け、該炭化物の供給手段３７を前記乾燥域に炭化物を投入する構成とし、前記低質ごみを前記炭化物とともに焼却処理する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水率の高い低質ごみを焼却処理する焼却炉であって、前記低質ごみを炉内に供給する投入ホッパと、乾燥域と主燃焼域と後燃焼域からなる燃焼室とを有する焼却炉において、
わら等の草木バイオマスを炭化して生成した炭化物を炉内に供給する手段を設け、該炭化物の供給手段を前記乾燥域に炭化物を投入するように構成し、前記低質ごみを前記炭化物とともに焼却処理することを特徴とする低質ごみ焼却炉。
【請求項２】
医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含む低質ごみを焼却処理する請求項１記載の焼却炉において、前記投入ホッパを二重ゲートダンパ構造とし、該投入ホッパより前記特殊廃棄物を封入した容器が炉内に供給されるようにしたことを特徴とする低質ごみ焼却炉。
【請求項３】
廃熱ボイラを有する焼却炉と、該廃熱ボイラにより生成された蒸気を過熱する過熱器と、過熱蒸気を利用して発電を行なう発電設備とを備えた低質ごみの焼却システムにおいて、
わら等の草木バイオマスを炭化する炭化装置を設け、
前記焼却炉が、前記低質ごみを炉内に供給する投入ホッパと、前記炭化装置で生成した炭化物を炉内に供給する手段とを有するとともに、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを前記焼却炉又は前記過熱器に導入する構成としたことを特徴とする発電設備を備えた低質ごみの焼却システム。
【請求項４】
廃熱ボイラを有する焼却炉と、該廃熱ボイラにより生成された蒸気を過熱する過熱器と、過熱蒸気を利用して発電を行なう発電設備とを備えた低質ごみの焼却システムにおいて、
前記低質ごみから分離した汚水分に生物処理を施す生物処理装置と、該生物処理にて発生した汚泥を脱水した脱水汚泥を炭化する炭化装置と、を設け、
前記焼却炉が、前記低質ごみのうちの固形分を炉内に供給する投入ホッパと、前記炭化装置で生成した炭化物を炉内に供給する手段とを有するとともに、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを前記焼却炉又は前記過熱器に導入する構成としたことを特徴とする発電設備を備えた低質ごみの焼却システム。
【請求項５】
前記炭化装置の前段に、前記脱水汚泥と、わら等の草木バイオマスとを混練する混練機を設けたことを特徴とする請求項４記載の発電設備を備えた低質ごみの焼却システム。
【請求項６】
前記炭化装置に、前記脱水汚泥の供給手段と、わら等の草木バイオマスの供給手段とを設け、該炭化装置で前記脱水汚泥と前記草木バイオマスとを炭化処理することを特徴とする請求項４記載の発電設備を備えた低質ごみの焼却システム。
【請求項７】
前記低質ごみが、医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含む場合であって、前記投入ホッパが二重ゲートダンパ構造を有しており、前記特殊廃棄物を封入した容器が前記投入ホッパから炉内に供給され、前記炭化物とともに焼却処理されることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の発電設備を備えた低質ごみの焼却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水率の高い低質ごみを焼却処理する焼却炉に関し、さらに該焼却炉の廃熱を利用して発電を行なう発電設備を備えた低質ごみの焼却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発展途上の都市部及び農村部にて集積されるごみは、含水率が高い低質ごみやわら等のように、焼却処理が困難なものがある。
一般に、焼却炉における自燃限界低位発熱量は3300〜4200kJ/kg(800〜1000kcal/kg)とされている。そこで、含水率が高く、自燃限界未満の低位発熱量の低質ごみの場合は、単独の燃焼が困難であり安定して焼却処理を行えず、またダイオキシン類等の有害物質抑制の見地から高い燃焼温度を維持することが求められており、補助燃料を使用する必要があった。補助燃料には重油等の化石燃料が使用され、地球温暖化の要因となっていた。
また、発電効率の向上が難しかった。
【０００３】
また図５（ａ）に示すように、生ごみ等の含水率の高いごみを多く含む低質ごみは、ごみピットに貯留している間に大量のごみ汚水が発生する。ごみ汚水は低質ごみ１ｔ当り0.12m3程度発生することもあり、200ｔ／日の低質ごみを処理する場合、ごみ汚水は24m3／日発生することになる。発生したごみ汚水は、通常炉内に吹込み焼却処理されていた。
図６に従来のストーカ式焼却炉を示す。このストーカ式焼却炉の構造は、特許文献１（特許第２５７５２５６号公報）等に開示されている。
ストーカ式焼却炉６０では、投入ホッパ６１より炉内に供給されたごみをフィーダ６２で火格子６３上に送りだし、該火格子６３上で焼却しながらごみ層７０を灰排出口６４側に移動させ、ここで助燃バーナ６６により完全燃焼され、灰層７１は灰排出口６４から排出される。焼却により発生した排ガスは、排ガス路６５を経て未燃分を完全燃焼されて排出される。ごみ汚水を同時に処理する場合には、排ガス路６５にごみ汚水を吹き込んで燃焼、蒸発させていた。
【０００４】
しかし、元来保有熱量が低い低質ごみに、さらに大量のごみ汚水を吹込み焼却すると、燃焼温度の低下による、ダイオキシン類等の有害物質の生成が問題となるため、これら有害物質の生成を防止するため、補助燃料使用量の増加につながってしまう。
近年、焼却炉で発生した廃熱を有効利用するために、発電設備を併設した焼却システムが普及している。これは、特許文献２（特開平５−５９９０５号公報）、特許文献３（特開平８−６１６０４号公報）等に記載されるように、焼却炉が具備する廃熱ボイラにて発生させた蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行なうシステムである。
ところが、このような発電設備を併設した焼却炉で低質ごみを焼却する場合、発電効率が低下してしまうという問題を有していた。
【０００５】
一方、図５（ｂ）に示すように農村部にて畑作に伴い発生するわらが、野積みや野焼きにて適正な処理が行われない場合、野積みされ放置することによりメタンが発生し、地球温暖化を促進させたり、野焼きにより煙害を招くなど、環境破壊を引き起す原因となる。わらや籾殻、伐採木材等の草木バイオマスは、メタン発酵して処理する方法もあるが、この方法は処理時間が長く、反応装置が大型化するという問題があり、特にわらをメタン発酵する場合、わらはセルロース系であるため分解処理後も未反応物を排出してしまうという問題があった。
また図６に示したストーカ式焼却炉にてわらを焼却処理する方法も考えられるが、わらは浮遊し易く火格子上にとどまらずに飛散してしまうため、飛灰中に粉末炭化物が多く混入し、処理が煩雑になってしまう。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５７５２５６号公報
【特許文献２】特開平５−５９９０５号公報
【特許文献３】特開平８−６１６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、含水率の高い低質ごみであっても安定した焼却処理が可能で、また従来放置、廃棄される場合のあったわら等の草木バイオマスを有効利用でき、さらに、焼却炉廃熱を利用した発電を行なう際に発電率の向上が達成できる低質ごみ焼却炉及び発電設備を備えた低質ごみの焼却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
含水率の高い低質ごみを焼却処理する焼却炉であって、前記低質ごみを炉内に供給する投入ホッパと、乾燥域と主燃焼域と後燃焼域からなる燃焼室とを有する焼却炉において、
前記投入ホッパとは異なる部位に、わら等の草木バイオマスを炭化して生成した炭化物を炉内に供給する手段を設け、該炭化物の供給手段を前記乾燥域に炭化物を投入するように構成し、前記低質ごみを前記炭化物とともに焼却処理することを特徴とする。
炭化物温度が低く、ごみの着火温度より低温であり、投入ホッパー内部での火災発生の心配が無い場合には、炭化物を投入ホッパー上部開口部から投入し、炭化物を低質ごみと混合して焼却炉内へ供給しても良い。
【０００９】
本発明によれば、性状の安定したわら等の草木バイオマスの炭化物を低質ごみとともに焼却するため、低質ごみの性状の変動を容易に吸収することができ、安定した焼却処理が可能となる。また、前記草木バイオマスを炭化物として炉内に供給するため、わらのように飛散しやすい草木バイオマスであっても飛散せずに焼却することができ、飛灰中に粉末炭化物が混入することを防げる。さらに、炭化物を同時に焼却することにより、容易に炉内を高温に保持でき、補助燃料の使用を不要、若しくは最小限の使用量に抑えることができる。さらにまた、わら等の草木バイオマスを有効利用することができ、従来の草木バイオマスの放置、野焼きによるメタンガスの発生、煙害等の環境被害を防ぐことができる。
また、前記炭化物は重油などの液体燃料と比較して、燃え切までに時間がかかるため、前記乾燥域に投入することにより未燃のまま排出されることが防止できる。
【００１０】
また、前記発明において、医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含む低質ごみを焼却処理する場合、前記投入ホッパを二重ゲートダンパ構造とし、該投入ホッパより前記特殊廃棄物を封入した容器が炉内に供給されるように構成することが好ましい。これにより、従来焼却処理しにくかった特殊廃棄物を炉内で消毒、滅菌することができる。さらに、前記乾燥域に投入された炭化物が火格子上に層を作るため、前記特殊廃棄物の容器が溶融して火格子に固着することを防止できる。
【００１１】
また、廃熱ボイラを有する焼却炉と、該廃熱ボイラにより生成された蒸気を過熱する過熱器と、過熱蒸気を利用して発電を行なう発電設備とを備えた低質ごみの焼却システムにおいて、
わら等の草木バイオマスを炭化する炭化装置を設け、
前記焼却炉が、前記低質ごみを炉内に供給する投入ホッパと、前記炭化装置で生成した炭化物を炉内に供給する手段とを有するとともに、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを前記焼却炉又は前記過熱器に導入する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、性状の安定した草木バイオマスの炭化物を低質ごみとともに焼却処理するため、安定した発電が可能となる。また、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを有効利用することにより、発電効率の向上が達成できる。また、炭化物の原料としてわら等の草木バイオマスを利用しているため、短時間で炭化物を生成でき処理時間の短縮化が図れる。尚、本発明で草木バイオマスの前処理で、乾燥処理ではなく炭化処理とした理由は、炭化処理の方が臭気の発生や腐敗等の安定性、及びハンドリング性が高いためであり、これにより草木バイオマスを安定化させることができる。
【００１３】
さらに、廃熱ボイラを有する焼却炉と、該廃熱ボイラにより生成された蒸気を過熱する過熱器と、過熱蒸気を利用して発電を行なう発電設備とを備えた低質ごみの焼却システムにおいて、
前記低質ごみから分離した汚水分に生物処理を施す生物処理装置と、該生物処理にて発生した汚泥を脱水した脱水汚泥を炭化する炭化装置と、を設け、
前記焼却炉が、前記低質ごみのうちの固形分を炉内に供給する投入ホッパと、前記炭化装置で生成した炭化物を炉内に供給する手段とを有するとともに、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを前記焼却炉又は前記過熱器に導入する構成としたことを特徴とする。
本発明によれば、ごみ汚水を焼却炉内に吹込む必要がないため、安定して前記低質ごみを高温燃焼することができる。また、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを有効利用することにより、発電効率の向上が達成できる。
【００１４】
このとき、前記炭化装置の前段に、前記脱水汚泥と、わら等の草木バイオマスとを混練する混練機を設けることが好適である。
また、前記炭化装置に、前記脱水汚泥の供給手段と、わら等の草木バイオマスの供給手段とを設け、これらを直接炭化装置内に導入して炭化装置入口若しくは炭化装置内部で混合して炭化処理しても良い。
これにより、炭化装置内でのわら等の草木バイオマスが飛散することなく、安定した炭化処理を行うことができる。
さらにまた、前記低質ごみが、医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含む場合であって、前記投入ホッパが二重ゲートダンパ構造を有しており、前記特殊廃棄物を封入した容器が前記投入ホッパにより炉内に供給され、前記炭化物とともに焼却処理されることを特徴とし、これにより特殊廃棄物を炉内で簡単に消毒、滅菌することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上記載のごとく本発明によれば、含水率の高い低質ごみであっても、安定してかつ高温で焼却処理することができる。また、わら等の草木バイオマスを従来のように放置、野焼きせずに有効利用でき、メタン発生抑制、煙害防止が達成できる。
さらに、前記炭化装置にて発生した熱分解ガスを有効利用することにより、発電効率の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の一実施形態に係るごみ焼却処理の説明図、図２は本発明の実施例１に係るストーカ式焼却炉の縦断面図、図３は本発明の実施例２に係るストーカ式焼却炉の縦断面図、図４は本発明の実施例３に係る発電設備を備えたごみ焼却システムの構成図である。
【００１７】
図１を参照して本実施形態の概略を説明する。本実施形態では、生ごみ等の含水率が高い低質ごみをごみピットに貯留した際に発生するごみ汚水と、水切りされた低質ごみと別個に処理する。低質ごみ1t当り0.12m3のごみ汚水を排出する場合、一日200ｔの低質ごみからはごみ汚水が24m3／日発生する。このごみ汚水は生物処理可能な程度に希釈し、生物処理（１０）を施す。生物処理で発生した処理水は放流し、一方汚泥は含水率約80％程度まで脱水（１１）して炭化装置１２に導入する。このとき、脱水汚泥は1.5t／日である。
一方、農村部で回収されるわらも、前記脱水汚泥とともに所定量だけ炭化装置１２に導入する。該炭化装置１２にて生成した炭化物は低質ごみとともに焼却炉３０に導入され、焼却処理される。このとき、前記炭化装置１２にて発生した熱分解ガスは、焼却炉３０に導入され、燃料源とする。該焼却炉３０にて発生した廃熱は、併設する発電設備に送給し、発電に利用する。
【００１８】
本実施形態によれば、性状の安定したわら等の草木バイオマスの炭化物を低質ごみとともに焼却するため、低質ごみの性状の変動を容易に吸収することができ、安定した焼却処理が可能となる。また、前記草木バイオマスを炭化物として炉内に供給するため、わらのように飛散しやすい草木バイオマスであっても飛散せずに焼却することができ、飛灰中に粉末炭化物が混入することを防げる。さらに、炭化物を同時に焼却することにより、容易に炉内を高温に保持でき、補助燃料の使用を不要、若しくは最小限の使用量に抑えることができる。さらにまた、わら等の草木バイオマスを有効利用することができ、従来の草木バイオマスの放置、野焼きによるメタンガスの発生、煙害等の環境被害を防止できる。
【実施例１】
【００１９】
図２に本発明の実施例１に係るストーカ式焼却炉３０を示す。かかるストーカ式焼却炉３０は、ごみ２４を炉内に供給する投入ホッパ３１と、ごみを炉内の燃焼室に送り出すフィーダ３２と、可動段と固定段からなり可動段を往復動させてごみ層４１を移送する火格子３３と、焼却後の灰層４２を排出する灰排出口３４と、該火格子３３の上方に位置し、排ガス中の未燃分を燃焼する排ガス路３５と、該排ガス路３５の周囲に設けられ、二次空気を導入する二次空気導入口３６と、を備えた構成となっている。
前記火格子３３上の空間は燃焼室となっており、前記投入ホッパ３１側から乾燥域と主燃焼域と後燃焼域とで形成される。前記投入ホッパ３１及び前記フィーダ３２により該燃焼室内に導入されたごみ２４は、該燃焼室にて炉底から一次空気４３を吹込みながら焼却される。
【００２０】
また、焼却により発生した排ガスは前記排ガス路３５を通過する際に、前記二次空気導入口３６から導入される二次空気４４により排ガス中の未燃分が完全燃焼される。
さらに、本実施例の主特徴とする構成は、前記二次空気導入口３６の上方に、炭化物供給口３７を設けた点である。該炭化物供給口３７から供給される炭化物２５は、前記乾燥域に投入される。尚、かかる炭化物供給口３７は、二次空気導入口３６の上方に限るものではなく、例えば前記フィーダ３２上方等のように前記乾燥域に炭化物を供給する位置であれば何処でも良い。
炭化物温度が低く、ごみの着火温度より低温であり、投入ホッパー３１内部での火災発生の心配が無い場合には、炭化物を投入ホッパー３１上部開口部から投入し、炭化物を低質ごみ２４と混合して焼却炉内へ供給しても良い。
【００２１】
前記炭化物供給口３７から供給する炭化物２５は、わら等の草木バイオマスを炭化して生成した炭化物、若しくは前記低質ごみから分離したごみ汚水を生物処理し、生成した汚泥を炭化して生成した炭化物とする。
これらの炭化物２５を常時、若しくは間欠的に前記乾燥域に供給し、前記投入ホッパ３１から供給される低質ごみ２４とともに焼却する。
これにより、高温でかつ安定して低質ごみの焼却処理を行なうことができる。
【実施例２】
【００２２】
図３に本発明の実施例２に係るストーカ式焼却炉３０を示す。本実施例は、低質ごみに医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含む場合であり、これらの特殊廃棄物はプラスチック容器４５に封入され、焼却炉３０にて該容器４５ごと焼却処理される。
かかる焼却炉３０の基本構成は、図２に示した実施例１とほぼ同様であるため、同様の構成については説明を省略する。
本実施例２の主特徴とする構成は、ごみを炉内に供給する投入ホッパ３１を二重ゲートダンパ構造とした点である。該二重ゲートダンパ構造は上部ダンパ４６と下部ダンパ４７から構成され、これらのダンパを交互に開閉することにより、前記特殊廃棄物を封入した容器４５を炉内に供給する際に炉内ガスが外部へ漏出することを防止している。
【００２３】
前記投入ホッパ３１から炉内に投入された容器４５は、わら等の草木バイオマスを炭化して生成した炭化物２５、若しくは前記低質ごみから分離したごみ汚水を生物処理し、生成した汚泥を炭化して生成した炭化物２５とともに火格子４１上で焼却され、灰排出口３４より排出される。
炭化物２５は、火格子４１上方の乾燥域に常時供給するようにし、前記容器４５を該炭化物２５上に投入すると良い。これにより、前記容器４５が溶融して火格子４１に付着することを防止できる。また、低質ごみを収容した容器４５であっても、炭化物２５とともに焼却しているため、安定して高温燃焼させることができる。
投入ホッパ３１から容器４５を投入する際、容器４５に封入する必要の無い、一般低質ごみと容器４５の両方を投入ホッパー３１から供給しても良い。この条件では一般低質ごみにて焼却炉内の負圧はマテリアルシールするので、二重ゲートダンパー構造を適用しなくとも良い。
【００２４】
次に、本実施例２の具体的な一実施例につき説明する。
処理対象とする低質ごみ２４は、感染性医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を含み、非特別管理廃棄物の医療系廃棄物も併せて処理を行う事もある。前記感染性医療系廃棄物には、例えば感染の危険性のある細菌、真菌、ウィルス等のバイオハザードや、発ガン性、催奇形性、変異原性、精子毒性、他の毒性物質等のケミカルハザードや、注射針、メス、等の鋭利な刃物であるメカニカルハザードなどが挙げられる。前記容器４５は下部シュート内部で閉塞する事を防止する為に、容器４５は、３辺の長さが投入ホッパ３１の下部シュートの短辺の長さより短くする、望ましくは下部シュートの短辺の長さの短辺の1／2以下の寸法のプラスチック製とし、軟化点及び融点を200℃〜300℃以下とする。該容器４５の混入量は、他の低質ごみの20重量％以下とする事が望ましい。
二重ゲートダンパー構造を適用する場合には、容器４５のみを投入ホッパーへ供給しても良い。
容器４５の材質は、プラスチック製以外にダンボール製、ビニール袋製でも良い。
【００２５】
前記特殊廃棄物を処理する際には、消毒薬４８を投入ホッパ３１の内側下部に噴霧し投入ホッパーの下部シュート内壁に流下するごみ汚水を消毒する。また消毒薬４８を、フィーダ３２に噴霧、塗布しフィーダ３２に付着するごみ汚水を消毒する。また、投入ホッパ３１、フィーダ３２の外部に流出した消毒済みのごみ汚水は、洗浄水４９又は消毒薬により洗い流し、炉内に噴霧する。消毒薬により、焼却設備機器が腐食する事を防止する。
腐食防止の方法として、消毒薬に腐食防止剤を混入しても良い。フィーダ３２の下部フィードテーブルは、フィーダ３２上及びフィードテーブル上の消毒済みのごみ汚水が焼却炉内に流下し、炉外へ流出する事を防止する為に、炉内へ向け水平面から下り勾配とする。下り勾配の角度は、水平面に対して0〜5°とする。消毒済みのごみ汚水の炉外への流出防止の為、フィードテーブルの摺動部には、スクレーパーを取り付けする。
前記焼却炉３０の炉内圧力は負圧とするとともに、前記排ガス路３５は約800℃以上とし排ガス滞留時間が２秒以上となるようにする。
また、前記排ガス路３５の上方に有機物濃度センサ５０を設置し、該有機物濃度センサ５０により検出された炉内の有機物濃度に基づき酸素発生装置５１で一次空気４３の酸素富化量を制御し、炉内酸素濃度を調整する。例えば、前記有機物濃度が高い場合には、酸素富化量を増大し、炉内酸素濃度を増加させて排ガス中の未燃分の燃焼を促進させる。
尚、炉内の空気比を1.0以下とし、ごみから揮発する熱分解ガスを炉内で燃焼させず、炉の下流側に設備するガスタービンやガスエンジンで完全燃焼する場合には、有機物濃度を増加する為に、炉内への供給酸素量及び又は供給酸素濃度を低減し炉内酸素濃度を低下する。有機物濃度センサー５０により検出された炉内の有機物濃度に基づき、炉内への供給酸素量及び又は供給酸素濃度と、炉内酸素濃度を制御する。検出された炉内酸素濃度に基づき炉内への供給酸素酸素量及び又は供給酸素濃度を制御しても、ガスタービンやガスエンジンで発電する発電量に基づき制御しても、炉内の各部で検出する温度、圧力に基づき制御しても良い。また、炉内の各部で検出する火炎や高温物質表面等の輝度に基づき制御しても、ダンパーの開度等により、供給空気量、排ガス量、熱分解ガス量の制御をしても良い。さらに、炉の下流側に燃料電池を適用し発電しても良い。
【００２６】
かかる焼却炉３０における焼却処理は、まず前記特殊廃棄物を封入した容器４５を投入ホッパ３１より供給し、上部ダンパ４６及び下部ダンパ４７を交互に開閉してフィーダ３２上に該容器４５を投入し、該フィーダ３２により前記火格子３３上に移送する。該火格子３３上には、炭化物供給口３７より供給された炭化物２５が層を形成しており、該炭化物の層上に容器４５を投入する。そして、該炭化物２５、前記容器４５、及び他の低質ごみを同時に焼却処理する。前記容器４５は、燃焼室の乾燥域で軟化、溶融し、内容物が火格子の撹拌効果により他の低質ごみと混合される。これらの混合ごみは、高温の燃焼火炎により焼却、滅菌される。
このように本実施形態では、従来は焼却炉にて処理しにくかった感染性医療系廃棄物又は特別管理廃棄物からなる特殊廃棄物を容易にかつ安全に処理することができる。
投入ホッパ３１から容器４５を投入する際、容器４５に封入する必要の無い、一般低質ごみと容器４５の両方を投入ホッパー３１から供給しても良い。この条件では一般低質ごみにて焼却炉内の負圧はマテリアルシールするので、二重ゲートダンパー構造を適用しなくとも良い。
【実施例３】
【００２７】
図４は本発明の実施例３に係る発電設備を備えたごみ焼却システムの構成図である。該システムは、前記実施例１又は実施例２に示した焼却炉３０を具備している。
本実施例３に係るごみ焼却システムは、嫌気性生物処理又は好気性生物処理等の生物処理装置１０と、機械的又は化学的脱水を行なう脱水機１１と、混練機２０と、被処理物を間接加熱して炭化する炭化装置１２と、前記実施例１又は２に示した焼却炉３０と、蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する過熱器１３と、過熱蒸気により駆動される蒸気タービン１４と、該蒸気タービン１４により駆動され電力を発生する発電機１５と、復水器１６と、排ガス中の煤塵を捕集するバグフィルタ１８と、煙突１９と、を備えている。
【００２８】
ごみピットにて発生したごみ汚水２１は、生物処理に適した濃度まで希釈され、生物処理装置１０にて処理水が放流可能なレベルまで生物処理され、該処理水は放流され、汚泥は脱水機１１にて脱水される。脱水汚泥２２は混練機２０に導入され、わら等の草木バイオマス２３とともに混練される。混練機２０にて生成した混練物は炭化装置１２に導入されて炭化物２５を形成し、該炭化物２５は前記焼却炉３０に送給される。
焼却炉３０では、低質ごみのうち前記ごみ汚水２１が分離された固形ごみ２４が投入ホッパより炉内に供給され、前記炭化物２５とともに焼却される。
【００２９】
一方、前記炭化装置１２にて発生した熱分解ガス２６は過熱器１３に導入され、過熱器１３の熱源とされる。また、前記焼却炉３０が具備するボイラ１７で生成された蒸気は前記過熱器１３にて過熱され、ここで生成した過熱蒸気２７により前記蒸気タービン１４が駆動され、該蒸気タービン１４の駆動エネルギーにより発電機１５にて電力が発生される。前記過熱蒸気２７は、復水器１６にて冷却され、前記ボイラ１７に送給される。
また、前記熱分解ガス２６を前記焼却炉３０に導入し、補助燃料として利用することもできる。
一方、前記焼却炉３０にて発生した排ガス２８は、バグフィルタ１８で飛灰を除去された後に煙突１９から外部へ排出される。このとき、前記排ガス２８をガスタービン、ガスエンジン、燃料電池、他（不図示）に導入し、発電に利用しても良い。
このように、かかるシステムによれば、前記焼却炉３０にて安定してかつ高温で焼却処理ができるとともに、前記炭化装置１２にて発生した熱分解ガス２６を焼却炉３０若しくは過熱器１３に導入することにより、高効率発電が可能となる。
熱分解ガス２６中の含有高温腐食ガス成分濃度が、排ガス２８中の含有高温腐食ガス成分濃度より低い条件では、更に過熱器出口蒸気条件の高温高圧化を計る事が可能である。
過熱器１３はボイラ１７内部に設備しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本実施形態において、前記炭化装置１２で処理後の炭化物２５が、ボイラ１７の出口蒸気の高温、高圧化にそぐわない腐食成分を含有すると予測される場合は、炭化物２５の焼却炉３０への供給を停止し、単独で焼却、溶融を行なうこともできる。このように、炭化装置、生物処理装置、焼却炉等を夫々単独で運転可能な構成とし、適宜切換えて運転することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るごみ焼却処理の説明図である。
【図２】本発明の実施例１に係るストーカ式焼却炉の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係るストーカ式焼却炉の縦断面図である。
【図４】本発明の実施例３に係る発電設備を備えたごみ焼却システムの構成図である。
【図５】従来のごみ焼却処理の説明である。
【図６】従来のストーカ式焼却炉の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    生物処理装置
１１    脱水機
１２    炭化装置
１３    過熱器
１４    蒸気タービン
１５    発電機
１６    復水器
１７    ボイラ
１８    バグフィルタ
１９    煙突
２０    混練機
２１    ごみ汚水
２２    脱水汚泥
２３    草木バイオマス
２４    低質ごみ
２５    炭化物
２６    熱分解ガス
２７    過熱蒸気
３０    焼却炉
３１    投入ホッパ
３２    フィーダ
３３    火格子
３４    灰排出口
３５    排ガス路
３６    二次空気導入口
３７    炭化物供給口
４１    ごみ層
４２    灰層
４３    一次空気
４４    二次空気
４５    容器
４６    上部ダンパ
４７    下部ダンパ
４８    消毒薬
４９    洗浄水
５０    有機物濃度センサ
５１    酸素発生装置
６０    ストーカ式焼却炉
６１    投入ホッパ
６２    フィーダ
６３    火格子
６４    灰排出口
６５    排ガス路
６６    助燃バーナ
７０    ごみ層
７１    灰層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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