(57)【要約】【課題】  従来技術では自己熱溶融できない低カロリーごみを、灯油等の燃料を用いることなく自己熱溶融を可能とし、かつ、熱量当たりの排ガス量を低減する。【解決手段】  ごみを流動層式ガス化炉６で酸素をガス化剤としてガス化し、得られた熱分解ガスと固形分を溶融炉９で燃焼溶融させ、溶融炉の排ガスを煙道を経て外部に排出するごみガス化溶融方法であって、溶融炉９下流側の煙道から排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスを循環排ガスとして流動層式ガス化炉６と溶融炉９に供給するとともに、溶融炉９に燃焼のための酸素を供給し、酸素と循環排ガスは予め混合した後、ガス化炉及び溶融炉に供給する。ガス化炉へ供給する酸素量は、流動層温度を検出し、検出された流動層温度に基づいて制御し、溶融炉の温度は、溶融炉の炉内あるいは炉出口の温度を検出し、検出した温度を入力として溶融炉へ供給する循環排ガス量を制御することにより制御される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみを流動層式ガス化炉で酸素をガス化剤としてガス化し、得られた熱分解ガスと固形分を溶融炉で燃焼溶融させ、溶融炉の排ガスを煙道を経て外部に排出するごみガス化溶融方法であって、溶融炉下流側の前記煙道から排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスを循環排ガスとして前記流動層式ガス化炉と溶融炉に供給するとともに、前記溶融炉に燃焼のための酸素を供給する手順を含んでなるごみガス化溶融方法。
【請求項２】
請求項１記載のごみガス化溶融方法において、酸素と循環排ガスは予め混合された後、流動層式ガス化炉及び溶融炉に供給されることを特徴とするごみガス化溶融方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のごみガス化溶融方法において、流動層式ガス化炉へ供給される循環排ガス量は、循環排ガスだけで流動層部のガス流速が層内媒体の流動開始速度以上、かつ層内媒体の飛散速度未満となるように設定され、流動層式ガス化炉へ供給される酸素量は、流動層温度を検出し、検出された流動層温度があらかじめ設定された温度よりも高いときは減らし、検出された流動層温度があらかじめ設定された温度よりも低いときは増加させるように制御されることを特徴とするごみガス化溶融方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のごみガス化溶融方法において、溶融炉の炉内あるいは炉出口の温度を検出し、検出した温度を入力として溶融炉へ供給する循環排ガス量を制御することにより溶融炉の温度を制御することを特徴とするごみガス化溶融方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のごみガス化溶融方法において、流動層式ガス化炉および溶融炉の起動時、流動層式ガス化炉および溶融炉の起動用バーナの燃焼用の酸化剤として、大気から吸引された空気を供給しながら起動バーナに点火することを特徴とするごみガス化溶融方法。
【請求項６】
ごみを熱分解してガス化する流動層式ガス化炉と、この流動層式ガス化炉で得られた熱分解ガスと固形分を燃焼溶融する溶融炉と、この溶融炉から排出される排ガスを導く煙道と、前記煙道に分岐して設けられた排ガス抜き出し配管と、この排ガス抜き出し配管に吸い込み側を接続して設けられ、煙道の排ガスの一部を抜き出して加圧し、循環排ガスとして送出する循環送風機と、前記流動層式ガス化炉に接続され、開度制御可能なガス化炉酸素制御弁を介して流動層式ガス化炉に酸素を供給するガス化炉酸素供給配管と、前記溶融炉に接続され、開度制御可能な溶融炉酸素制御弁を介して前記溶融炉に酸素を供給する溶融炉酸素供給配管と、前記循環送風機で加圧された循環排ガスの一部を弁を介して前記ガス化炉に供給するガス化炉循環排ガス供給配管と、前記循環送風機で加圧された循環排ガスの他の一部を開度制御可能な溶融炉循環排ガス制御弁を介して前記溶融炉に供給する溶融炉循環排ガス供給配管と、前記流動層式ガス化炉の流動層温度を検出、出力する流動層温度計と、この流動層温度計の出力を入力として前記ガス化炉酸素制御弁の開度を制御するガス化炉酸素制御手段と、前記溶融炉の温度を検出、出力する溶融炉温度計と、この溶融炉温度計の出力を入力として前記溶融炉循環排ガス制御弁の開度を制御する溶融炉循環排ガス制御手段と、前記溶融炉出側の煙道内の排ガスの酸素濃度を検出、出力する酸素濃度計と、この酸素濃度計の出力を入力として前記溶融炉酸素制御弁の開度を制御する溶融炉酸素制御手段と、を有してなり、前記ガス化炉酸素供給配管とガス化炉循環排ガス供給配管は、それぞれガス化炉酸素制御弁の下流側とガス化炉循環排ガス供給配管に介装された弁の下流側で互いに合流して同一の配管で流動層式ガス化炉に接続され、酸素と循環排ガスは混合された状態で流動層式ガス化炉に流入するよう構成されているごみガス化溶融装置。
【請求項７】
請求項６記載のごみガス化溶融装置において、前記ガス化炉酸素制御手段は、流動層温度が所定の温度範囲を超えて高い場合は、ガス化炉に供給する酸素量を減じ、流動層温度が所定の温度範囲よりも低い場合は、ガス化炉に供給する酸素量を増すように、ガス化炉酸素制御弁の開度を制御し、溶融炉循環排ガス制御手段は、溶融炉の温度があらかじめ定めた温度範囲を超えて高い場合は、溶融炉に供給する循環排ガス量を増し、溶融炉の温度があらかじめ定めた温度範囲よりも低い場合は、溶融炉に供給する循環排ガス量を減ずるように、溶融炉循環排ガス制御弁の開度を制御し、溶融炉酸素制御手段は、溶融炉出側煙道内の排ガスの酸素濃度が、あらかじめ定めた濃度範囲を超えて高い場合は、溶融炉に供給する酸素量を減じ、あらかじめ定めた濃度範囲よりも低い場合は、溶融炉に供給する酸素量を増すように、溶融炉酸素制御弁の開度を制御するように、それぞれ構成されていることを特徴とするごみガス化溶融装置。
【請求項８】
請求項７記載のごみガス化溶融装置において、前記溶融炉酸素供給配管と溶融炉循環排ガス供給配管は、それぞれ介装された溶融炉酸素制御弁の下流側と溶融炉循環排ガス制御弁の下流側で互いに合流して同一の配管で溶融炉に接続され、酸素と循環排ガスは混合された状態で溶融炉に流入するよう構成されていることを特徴とするごみガス化溶融装置。
【請求項９】
請求項６〜８のうちのいずれか１項記載のごみガス化溶融装置において、前記循環送風機の吸い込み側配管に分岐して大気と連通した空気吸引配管が接続され、前記循環送風機の吐出側の配管がガス化炉起動バーナの燃焼用空気配管と溶融炉起動バーナの燃焼用空気配管に、それぞれ接続されていることを特徴とするごみガス化溶融装置。
【請求項１０】
請求項６〜８のうちのいずれか１項記載のごみガス化溶融装置において、前記循環送風機と別に、ガス化炉起動バーナの燃焼用空気配管と溶融炉起動バーナの燃焼用空気配管に吐出側が接続され、吸い込み側が大気に連通する送風機が設けられていることを特徴とするごみガス化溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はごみガス化溶融方法及び装置に係り、特に、適用処理物範囲の拡大、設備コスト、ユーティリティの節減、熱効率の向上、排煙処理コストの低減に配慮したごみガス化溶融方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によるごみガス化溶融装置の構成を説明する。流動層式ガス化炉の流動層内に酸化剤として空気が吹き込まれ、この空気は、供給シュートから流動層式ガス化炉内に入ったごみと反応し熱分解ガスが発生する。この熱分解反応熱（部分燃焼熱）により流動層の温度は約６００℃に維持されている。流動層式ガス化炉（以下、ガス化炉という）は空気比が１以下、通常のごみであれば空気比０.３〜０.６といった空気比で運転されている。
【０００３】
ガス化炉内での灰の溶融粘着トラブルを避けるため、流動層も含めたガス化炉の温度が約９００℃以下になるように空気比が制御されている。すなわち流動層並びに炉内の温度が高くなり過ぎるようであれば、ガス化炉の空気比を下げ、逆に温度が下がり過ぎるようであれば空気比を増す操作を行って炉内温度を制御している。あるいは、空気量を一定としておき、ごみの供給量を変えて制御するケースも採用されることがある。ここでは、流動層の温度に基づいて流動層に供給される空気量を制御する場合について説明する。
【０００４】
ガス化炉の流動層は、通常、粒径が１ミリ程度の砂を層内媒体として使用している場合が多い。すなわち、流動層内には細かい砂が充填されている。一方、ごみ中には粗大な不燃異物が混入しているのが通例であり、これらの不燃異物は流動層の底部に沈積し、ガス化炉底部の配管を通じて炉外に排出される。
【０００５】
ガス化炉でごみから発生した熱分解ガス及びチャーは、煙道を通じて溶融炉に入り、溶融炉に吹き込まれた空気と反応し完全燃焼する。チャーに含まれる灰の大部分は、溶融炉の高熱により溶融し、スラグとなって溶融炉底部からスラグ排出装置を経由し排出される。
【０００６】
溶融炉は１、３００℃以上の高温燃焼炉であるため、空気比が高過ぎると大量のサーマルＮＯxが生成する。かといって、逆に空気比を下げ過ぎると不完全燃焼になってしまう。そのため、やや過剰の空気比として１.０〜１.０５近辺の空気比を目標として制御されている。ここでは、溶融炉出口のＯ２濃度を測定し、測定されたＯ２濃度に基づいて溶融炉に供給される空気量を調整する。
【０００７】
但し、ごみ質、量の変動が少ない場合には、制御を省略し溶融炉への空気量を半固定とし手動弁で調節し、コスト低減を優先したプラントもある。
【０００８】
若干の未燃分とＮＯxを含んだ溶融炉の排ガスは、ボイラに入り、未燃分は配管からボイラに吹き込まれた空気により完全に燃焼する。このボイラでの空気比は完全燃焼をさせるため、通常１.２〜１.３程度になるように制御されている。ボイラの排ガスは、エアヒータ、ガス急冷塔、第１の集じん器、第２の集じん機、誘引送風機を経て煙突から大気に放出される。ボイラでの空気比は、通常、第２の集じん機出口のＯ２濃度を測定し、測定されたＯ２濃度に基づいてボイラに供給される空気量を変えることにより制御されている。
【０００９】
水分が多く発熱量が低いごみでは、火炎温度が低くごみ灰の溶融温度（約１３５０℃程度）に達しないため、ごみ単独の燃焼熱では灰を溶融することができない。すなわち、自己熱溶融ができない。
【００１０】
例えば、図２は水分５０％、６０％、７０％のごみについて、それぞれ火炎温度を計算した結果である。水分５０％のごみでは広範囲の空気比で一般的な灰の溶融温度１３５０℃を越えているが、水分６０％のごみではごく狭い範囲の空気比で灰の溶融温度１３５０℃を越えているのみである。
【００１１】
水分７０％のごみに至っては、どのような空気比であっても灰の溶融温度には達していない。すなわち、高水分の低カロリーごみの場合には、高価な灯油などの高カロリー燃料の助燃が無ければ灰を溶融できない。
【００１２】
前記第１の集じん器の上流側煙道にはダイオキシンを吸着するために活性炭が吹き込まれる。この活性炭は第１の集じん器の捕集灰と共に、配管を通じて溶融炉に戻され、活性炭及び活性炭に吸着されたダイオキシンは溶融炉の高熱で燃焼あるいは熱分解される。
【００１３】
第２の集じん機の上流側煙道には消石灰が吹き込まれ、排ガス中の塩素を吸着除去する。第２の集じん機の捕集灰は、第２の集じん機の底部から取り出されて灰安定化装置に送られ、薬剤などで安定化処理をされた後に埋立処分されている。
【００１４】
この従来技術における大きな課題は以下の３つである。
１）低カロリーごみでは自己熱溶融が出来ないため、高価な外部燃料の助燃が必要である。
２）ごみ中に水分が４０〜６０％も含まれるため天然ガス、油あるいは石炭焚ボイラと比較し、単位熱量当たりの排ガス量が多く排ガスの顕熱損失が多い。すなわち熱効率が低い。
３）排ガス量が多いため大容量の排ガス処理設備が必要である。
【００１５】
特許文献１には、流動床式ガス化炉の流動化ガスとして当該ガス化炉から排出される熱分解ガスの一部を循環供給し、この熱分解ガスとともにまたは前記熱分解ガスと別に酸素をガス化炉に供給することが記載されている。
【００１６】
特許文献２には、流動床熱分解炉でごみを流動媒体とともに流動化させながら熱分解ガス化し、得られる熱分解ガスをボイラで燃焼させて蒸気を加熱する場合において、ボイラの途中から燃焼ガスを抜き出し、これを流動化空気と混合して熱分解炉に導入することが記載されている。
【００１７】
特許文献３には、ごみを低空気比で部分酸化燃焼するガス化炉と、ガス化炉で発生する未燃成分及び固形分（チャー）を燃焼溶融する溶融炉と、溶融炉からの未燃成分を完全燃焼させる二次燃焼室と、二次燃焼室からの排ガスを処理する排ガス処理設備と、を備えたごみガス化溶融設備において、溶融炉内を還元雰囲気（理論空気比未満）とし、二次燃焼室に、完全燃焼用ガスとして排ガス処理された燃焼排ガスを多段に供給する例が示されている。
【００１８】
特許文献４には、廃棄物を流動層ガス化炉で低温でガス化し、得られるガスとチャーを溶融炉に導入して高温でガス化する方法において、流動層ガス化炉でのガス化のための送入ガスを、空気、酸素富活空気、酸素とスチームの中から選択し、溶融炉でのガス化のための送入ガスを酸素富活空気または酸素の中から選択することが記載されている。
【００１９】
近年、ごみ自身の燃焼熱を利用して灰を溶融、無害化するガス化溶融炉システムが実用化されつつある（例えば、非特許文献１参照）。
【００２０】
この他に、地球温暖化ガスの抑制を目的とし、排ガス循環酸素燃焼の技術が研究されている。例えば、流動層燃焼に関しては非特許文献２、非特許文献３、微粉炭燃焼に応用した例としては非特許文献４、非特許文献５が公開されている。
【００２１】
これらの従来技術は、いずれも、排煙中のＣＯ２濃度を極力高くすることにより、排煙中のＣＯ２の吸収、固定化を容易にする目的で研究されている。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−１８５３１号公報
【特許文献２】特開平１１−１７３５２０号公報
【特許文献３】特開２００２−３１３１２号公報
【特許文献４】特開平１０−１２８２８８号公報
【非特許文献１】大谷津ほか：ごみガス化溶融システムの開発、第１１回廃棄物学会研究発表会講演論文集、(２０００−１１)
【非特許文献２】平間ほか：ＣＯ２／Ｏ２流動層石炭燃焼における窒素酸化物発生特性と炭種依存性、第３回流動層シンポジウム、(１９９７−１２)
【非特許文献３】Bonn B. and Baumann H. ; Coal Science、Elsevier、p.１２５７、(１９９５)
【非特許文献４】Nakayama S. 、 Miyamae S. 、 Maeda U. and Tanaka T. ; J. Japan Soc. of Energy and Resources (ENERUGI SIGEN)、 vol.１４、 ７８ (１９９３)
【非特許文献５】Okazaki K. and Ando T. ; Energy、 vol.２２、 ２０７ (１９９７)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記従来技術においては、次のような課題がある。
（１）低カロリーごみでは自己熱溶融が出来ず灯油などの外部燃料を必要とする。
（２）ガス焚、油焚、石炭焚ボイラと比較し、熱量当たりの排ガス量が多く排ガスの顕熱損失が多いため、熱効率が低い。
（３）熱量当たりの排ガス量が多く、排ガス処理設備が大きい。
【００２４】
特許文献１〜４記載の技術は、上記課題を解決していない。また、非特許文献１〜５記載の技術も、上記課題を解決していない。
【００２５】
本発明の課題は、従来技術では自己熱溶融ができない低カロリーごみを、灯油などの外部燃料を用いることなく自己熱溶融を可能とし、かつ、熱量当たりの排ガス量を低減すると同時に高い熱効率を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、上記の課題を、ごみを流動層式ガス化炉で酸素をガス化剤としてガス化し、得られた熱分解ガスと固形分を溶融炉で燃焼溶融させ、溶融炉の排ガスを煙道を経て外部に排出するごみガス化溶融方法であって、溶融炉下流側の前記煙道から排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスを循環排ガスとして前記流動層式ガス化炉と溶融炉に供給するとともに、前記溶融炉に燃焼のための酸素を供給する手順を含んでなるごみガス化溶融方法により達成するものである。
（１）空気中に含まれる窒素は不活性であり、ガス化、燃焼に於いて、単なる希釈剤としての役割しか果たしていないため、炉内温度を下げる原因物質となっている。酸素をガス化剤として使用することにより、水分量が７０パーセントを超えるような高水分のごみや低カロリー廃棄物の高温燃焼が容易になる。
（２）ガス化剤に窒素が含まれない分、排ガス量が少なく、集じん機、脱硝設備、煙突などの排ガス処理設備をコンパクト化、低コスト化できると同時に排ガス顕熱損失を少なくすることができるため、プラントとして高い熱効率を実現できる。
（３）酸素を使用することにより、ガス化炉、溶融炉の温度が過度に上昇するという問題に対しては、ＣＯ２、Ｈ２Ｏが主体である溶融炉排ガスを再循環することにより温度を制御できる。
【００２７】
上記ごみガス化溶融方法において、酸素と循環排ガスは、予め混合された後、流動層式ガス化炉及び溶融炉に供給されることが望ましい。
【００２８】
また、流動層式ガス化炉へ供給される循環排ガス量は、循環排ガスだけで流動層部のガス流速が層内媒体の流動開始速度以上、かつ層内媒体の飛散速度未満となるように設定され、流動層式ガス化炉へ供給される酸素量は、流動層温度を検出し、検出された流動層温度があらかじめ設定された温度よりも高いときは減らし、検出された流動層温度があらかじめ設定された温度よりも低いときは増加させるように制御されることが望ましい。
【００２９】
さらに、溶融炉の温度制御については、溶融炉の炉内あるいは炉出口の温度を検出し、検出した温度を入力として溶融炉へ供給する循環排ガス量を制御することにより溶融炉の温度を制御することが望ましい。
【００３０】
上記ごみガス化溶融方法が適用されるごみガス化装置の起動に際しては、流動層式ガス化炉および溶融炉の起動バーナの燃焼用の酸化剤として、大気から吸引された空気を供給しながら起動バーナに点火することが望ましい。
【００３１】
上記の課題はまた、ごみを熱分解してガス化する流動層式ガス化炉と、この流動層式ガス化炉で得られた熱分解ガスと固形分を燃焼溶融する溶融炉と、この溶融炉から排出される排ガスを導く煙道と、前記煙道に分岐して設けられた排ガス抜き出し配管と、この排ガス抜き出し配管に吸い込み側を接続して設けられ、煙道の排ガスの一部を抜き出して加圧し、循環排ガスとして送出する循環送風機と、前記流動層式ガス化炉に接続され、開度制御可能なガス化炉酸素制御弁を介して流動層式ガス化炉に酸素を供給するガス化炉酸素供給配管と、前記溶融炉に接続され、開度制御可能な溶融炉酸素制御弁を介して前記溶融炉に酸素を供給する溶融炉酸素供給配管と、前記循環送風機で加圧された循環排ガスの一部を開度制御可能なガス化炉循環排ガス制御弁を介して前記ガス化炉に供給するガス化炉循環排ガス供給配管と、前記循環送風機で加圧された循環排ガスの他の一部を開度制御可能な溶融炉循環排ガス制御弁を介して前記溶融炉に供給する溶融炉循環排ガス供給配管と、前記流動層式ガス化炉の流動層温度を検出、出力する流動層温度計と、この流動層温度計の出力を入力として前記ガス化炉酸素制御弁の開度を制御するガス化炉酸素制御手段と、前記溶融炉の温度を検出、出力する溶融炉温度計と、この溶融炉温度計の出力を入力として前記溶融炉循環排ガス制御弁の開度を制御する溶融炉循環排ガス制御手段と、前記溶融炉出側の煙道内の排ガスの酸素濃度を検出、出力する酸素濃度計と、この酸素濃度計の出力を入力として前記溶融炉酸素制御弁の開度を制御する溶融炉酸素制御手段と、を有してなり、前記ガス化炉酸素供給配管とガス化炉循環排ガス供給配管は、それぞれガス化炉酸素制御弁の下流側とガス化炉循環排ガス供給配管に介装された弁の下流側で互いに合流して同一の配管で流動層式ガス化炉に接続され、酸素と循環排ガスは混合された状態で流動層式ガス化炉に流入するよう構成されているごみガス化溶融装置によっても達成される。
【００３２】
前記ガス化炉酸素制御手段は、流動層温度が所定の温度範囲を超えて高い場合は、ガス化炉に供給する酸素量を減じ、流動層温度が所定の温度範囲よりも低い場合は、ガス化炉に供給する酸素量を増すように、ガス化炉酸素制御弁の開度を制御し、溶融炉循環排ガス制御手段は、溶融炉の温度があらかじめ定めた温度範囲を超えて高い場合は、溶融炉に供給する循環排ガス量を増し、溶融炉の温度があらかじめ定めた温度範囲よりも低い場合は、溶融炉に供給する循環排ガス量を減ずるように、溶融炉循環排ガス制御弁の開度を制御し、溶融炉酸素制御手段は、溶融炉出側煙道内の排ガスの酸素濃度が、あらかじめ定めた濃度範囲を超えて高い場合は、溶融炉に供給する酸素量を減じ、あらかじめ定めた濃度範囲よりも低い場合は、溶融炉に供給する酸素量を増すように、溶融炉酸素制御弁の開度を制御するように、それぞれ構成するのが望ましい。
【００３３】
また、前記溶融炉酸素供給配管と溶融炉循環排ガス供給配管は、それぞれ介装された溶融炉酸素制御弁の下流側と溶融炉循環排ガス制御弁の下流側で互いに合流して同一の配管で溶融炉に接続され、酸素と循環排ガスは混合された状態で溶融炉に流入するよう構成するのが望ましい。
【００３４】
さらに、前記循環送風機の吸い込み側配管に分岐して大気と連通した空気吸引配管が接続され、前記循環送風機の吐出側の配管がガス化炉起動バーナの燃焼用空気配管と溶融炉起動バーナの燃焼用空気配管に、それぞれ接続されていることが望ましい。前記循環送風機と別に、吸い込み側が大気に連通する送風機を設け、この送風機の吐出側をガス化炉起動バーナの燃焼用空気配管と溶融炉起動バーナの燃焼用空気配管に接続してもよい。
【００３５】
流動層式ガス化炉や溶融炉の起動に際し、大気を吸引して各起動バーナに供給しながら起動バーナに点火することにより、各起動バーナ点火時に系内の酸素が急激に消費されて酸素不足になることが避けられ、起動バーナ点火時に酸素不足によってバーナが失火する事態がなくなる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明による効果は下記の通りである。
１）ガス化溶融システムの適用処理物範囲の拡大。従来、自己熱溶融が困難であった高水分下水汚泥、高灰分の埋立ごみなどの低カロリー廃棄物を自己熱溶融でき、処理コストの低減が可能になる。
２）助燃が不要な分、処理時のＣＯ２発生量の削減が可能になる。
３）排ガス量が少なく、排煙処理設備のコンパクト化、コスト低減が可能になる。ガス急冷塔、バグフィルタ、脱硝設備、煙突などの設備容量を半減できる。
４）排ガスの顕熱損失を少なくできるため、プラントの熱効率向上に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施例１）
本発明の実施例１を図１に示す。図示のごみガス化溶融システムは、供給シュート５を備えた流動層式ガス化炉（以下、ガス化炉という）６と、ガス化炉６に煙道１２ａで接続された溶融炉９と、溶融炉９に煙道１２ｂで接続されたボイラ３と、ボイラ３に煙道１２ｃで接続され酸素流路を内装したエアヒータ１４と、エアヒータ１４に煙道１２ｄで接続されたガス急冷塔１３と、ガス急冷塔１３に煙道１２ｅで接続された集じん器１５と、集じん器１５に煙道１２ｆで接続された集じん機１０と、集じん機１０にダンパー１８を介装した煙道１２ｇで接続された誘引送風機１６と、誘引送風機１６の出側に煙道１２ｈで接続された煙突１７と、溶融炉９底部に接続されたスラグ排出装置１１と、集じん機１０底部に接続された灰安定化装置２５と、ボイラ３、ガス急冷塔１３及び集じん器１５の各底部を溶融炉９に接続するガス捕集灰再循環系と、酸素を、ガス化炉６、溶融炉９及びボイラ３に供給する酸素供給系と、ボイラ３の排ガスをガス化炉６、溶融炉９及びボイラ３に再循環させる排ガス再循環系と、を含んで構成されている。
【００３８】
煙道１２ｅには活性炭を導入する配管４０が、煙道１２ｆには消石灰を導入する配管４１が、それぞれ接続されている。
【００３９】
ガス捕集灰再循環系は、集じん器１５の底部を溶融炉９に接続する配管２３と、ガス急冷塔１３の底部を配管２３に接続する配管２４ａと、ボイラ３の底部を配管２３に接続する配管２４ｂとを含んで構成されている。
【００４０】
酸素供給系は、酸素発生装置１と、吸い込み側を配管４９で酸素発生装置１に接続された送風機１９と、送風機１９出口と前記エアヒータ１４に内装された酸素流路の入り側を接続する配管５０と、エアヒータ１４に内装された酸素流路の出側を開度制御可能なガス化炉酸素制御弁（以下、制御弁３３という）の入り側に接続する配管２１ａと、制御弁３３の出側とガス化炉６を接続する配管２１ｂと、配管２１ａに分岐して設けられた配管４及び配管２０と、配管４に入り側を接続され出側を配管４６でボイラ３に接続されたボイラ酸素制御弁（以下、制御弁３９という）と、配管２０に入り側を接続され出側を配管４３で溶融炉９に接続された開度制御可能な溶融炉酸素制御弁（以下、制御弁４５という）と、前記煙道１２ｇの酸素濃度を検出する酸素濃度計（以下、Ｏ２計３７という）と、Ｏ２計３７の出力を入力として制御弁３９の開度を制御するボイラ酸素制御手段（以下、制御器３８という）と、前記煙道１２ｂの酸素濃度を検出する酸素濃度計（以下、Ｏ２計３４という）と、Ｏ２計３４の出力を入力として制御弁４５の開度を制御する溶融炉酸素制御手段（以下、制御器４４という）と、ガス化炉６の流動層８の温度を検出する流動層温度計（以下、温度計３１という）と、温度計３１の出力を入力として制御弁３３の開度を制御するガス化炉酸素制御手段（以下、制御器３２という）とを含んで構成されている。
【００４１】
なお、以下の説明で酸素という場合は、工業的あるいは商業的に酸素として通用する気体を意味し、空気に含まれた状態での酸素を含まない。
【００４２】
排ガス再循環系は、煙道１２ｃに分岐して設けられた排ガス抜き出し配管（以下、配管２６という）と、配管２６に入り側を接続して設けられた循環送風機３０と、循環送風機３０の出側と前記配管２１ｂを接続する配管２７と、配管２７と前記配管４６を開度制御可能な制御弁４７を介して連通する配管２９と、配管２７と前記配管４３を開度制御可能な溶融炉循環排ガス制御弁（以下、制御弁３６という）を介して連通する配管２８と、前記配管２７が配管２１ｂに接続される直前の位置で配管２７に介装された開度制御可能なガス化炉循環排ガス制御弁（以下、制御弁４８という）と、前記溶融炉９の温度を検出する溶融炉温度計（以下、温度計４２という）と、温度計４２の出力を入力として制御弁３６の開度を制御する溶融炉循環排ガス制御手段（以下、制御器３５という）とを含んで構成されている。
【００４３】
配管２１ａ，２１ｂがガス化炉酸素供給配管であり、配管２０，４３が溶融炉酸素供給配管である。また、配管２７，２１ｂがガス化炉循環排ガス供給配管であり、配管２８，４３が溶融炉循環排ガス供給配管である。したがって、前記ガス化炉酸素供給配管とガス化炉循環排ガス供給配管は、それぞれ制御弁３３の下流側、制御弁４８の下流側で互いに合流しており、酸素と循環排ガスは同じ配管２１ｂを通って混合されてガス化炉６へ流入する。同様に、前記溶融炉酸素供給配管と溶融炉循環排ガス供給配管は、それぞれ制御弁４５の下流側、制御弁３６の下流側で互いに合流しており、酸素と循環排ガスは同じ配管４３を通って混合されて溶融炉９へ流入する。
【００４４】
酸素発生装置１から供給される酸素は送風機１９により昇圧された後、エアヒータ１４に内装された酸素流路を通過しつつボイラ３から導入される排ガスで予熱され、配管２１ａ、制御弁３３、配管２１ｂを通じてガス化炉６へ、配管２１ａ、配管２０、制御弁４５、配管４３を通じて溶融炉９へ、配管２１ａ、配管４、制御弁３９、配管４６を通じてボイラ３へ、それぞれ供給される。
【００４５】
多くのごみの場合、酸素のみを吹き込むと、ガス化炉６、溶融炉９の炉内温度が局部的に過度の高温になるため、循環送風機３０を用いてボイラ３の出口排ガスを配管２６を通じて吸引し循環排ガスとして、配管２７、制御弁４８、配管２１ｂを通じてガス化炉６へ、配管２７、配管２８、制御弁３６、配管４３を通じて溶融炉９へ、配管２７、配管２９、制御弁４７、配管４６を通じてボイラ３へ、それぞれ供給する。すなわち、ガス化炉６へ供給される酸素は、配管２１ｂにおいて、配管２７から流入する循環排ガスと混合された後、ガス化炉６へ供給され、溶融炉９へ供給される酸素は、配管４３において、配管２８から流入する循環排ガスと混合された後、溶融炉９へ供給され、ボイラ３へ供給される酸素は、配管４６において、配管２９から流入する循環排ガスと混合された後、ボイラ３へ供給される。
【００４６】
循環排ガスを酸素とは別個にガス化炉６、溶融炉９、ボイラ３に吹き込むことも可能である。しかし、実施例１では、酸素吹き込みノズルの近傍での局所高温部の発生防止、マスフローの増加による噴流の炉内貫通力の向上、などの混合改善効果を考えて、酸素と循環排ガスは予め混合した状態で各々の炉やボイラに吹き込む方法を採用した。ガス化炉６の流動層では、高濃度酸素吹き込みノズルの近傍に高温部が生じクリンカトラブルが発生し易いため、酸素と循環排ガスは必ず予混合した状態で流動層に吹き込む必要がある。
【００４７】
この（酸素＋循環排ガス）混合気とごみの反応熱（部分燃焼熱）によりガス化炉６の流動層８の温度は約６００℃に維持される。ガス化炉６は空気比が１以下、通常のごみであれば空気比０.３〜０.６といった空気比で運転されている。
【００４８】
ガス化炉６内での灰の溶融粘着トラブルを避けるため、流動層も含めたガス化炉６の温度が約９００℃以下になるように空気比を制御する。
【００４９】
通常の空気によるガス化では、炉内温度が高くなり過ぎるようであれば、空気量を減じあるいはごみ量を増してガス化炉６の空気比を下げ、逆に温度が下がり過ぎるようであれば空気量を増すあるいはごみ量を減じて空気比を増すことで炉内温度を制御している。しかし、流動層式ガス化の場合、流動層を安定して流動化させるという点で、空気量の変化幅には制約があり、極端に空気比を変化させることはできない。すなわち空気量を下げ過ぎると、流動化不良によるクリンカトラブルが発生し、逆に空気量が多すぎると、炉内ガス流速が過大となり層内媒体及び未反応のごみが炉外に飛散してしまう、といった障害が生ずる。
【００５０】
これに対し、本実施例のように（酸素＋循環排ガス）混合気によるガス化であれば、流量の増減に加えて酸素濃度の制御によっても空気比を制御できる。図１に示した例では、配管２７から供給される循環排ガスのみでごみを含む流動層８の安定流動化を実現し、空気比の制御は、制御弁３３を経て配管２１ａから供給される酸素の増減のみによっている。
【００５１】
すなわち、配管２７からの循環排ガス量は安定流動化を維持できる必要最低限の量で固定し、制御はしない。制御器３２は、温度計３１で検出される温度があらかじめ設定された温度範囲を超えて高いとき、ガス化炉６に供給する酸素量を減じ、温度計３１で検出される温度があらかじめ設定された温度範囲よりも低いとき、ガス化炉６に供給する酸素量を増すように、制御弁３３の開度を制御する。具体的には、流動層８の温度が下限温度（例えば５００℃）を下回った場合には、制御器３２、制御弁３３を介して配管２１ｂからの酸素量を増加し、燃焼を促進させて流動層温度を高める。逆に、流動層８の温度が上限温度（例えば８００℃）に近づいた場合には、酸素量を減少させ、燃焼反応を抑制して流動層温度を下降させる。このようにして、流動層の温度は適正範囲（例えば５００℃〜８００℃）に制御される。
【００５２】
上述のように、ガス化炉６の空気比制御は、温度計３１の出力に基づき、制御器３２、制御弁３３を介して、配管２１ａからガス化剤として供給される酸素量の調整によっている。このようにすれば、流動化状態の維持と空気比の変化への対応を独立して実行することが可能となる。もちろん、酸素と循環排ガスは混合された状態で流動層の下方から供給され、酸素にも流動化の作用がある。
【００５３】
ガス化炉６で発生した熱分解ガス及びチャーは、煙道１２ａを通じて溶融炉９に入り、配管４３を通じて溶融炉９に吹き込まれる（酸素＋循環排ガス）混合気と反応し燃焼する。
【００５４】
溶融炉９においては、煙道１２ｂの酸素濃度を検出するＯ２計３４の出力を入力とする制御器４４により、制御弁４５を介して、配管２０から配管４３に送り込まれる酸素量が制御され、溶融炉９の空気比が１.０〜１.０５に保たれている。制御器４４は、Ｏ２計３４で検出される酸素濃度があらかじめ設定された濃度範囲を超えて高いとき、溶融炉９に供給する酸素量を減じ、Ｏ２計３４で検出される酸素濃度があらかじめ設定された濃度範囲よりも低いとき、溶融炉９に供給する酸素量を増すように、制御弁４５の開度を制御する。配管２８、制御弁３６を経て配管４３に送り込まれ、配管４３で酸素と混合されて溶融炉９に吹き込まれる循環排ガスは単なる希釈剤であり、その目的は、溶融炉９の温度調整である。すなわち、溶融炉９の温度が高くなりすぎた場合には、温度計４２の出力を入力とする制御器３５が、制御弁３６を介して、配管４３に送り込まれる循環排ガス量を増してテンパリングして溶融炉９の温度を下げ、温度が下がりすぎた場合には、配管４３に送り込まれる循環排ガス量を減らして溶融炉９の温度を高める。
【００５５】
ごみ量、ごみ質に大きな変動が無い場合には、溶融炉９で必要とする酸素量はほぼ一定であるので、図１で示した溶融炉９出口のＯ２計、制御器４４、制御弁４５を省略し、配管２０からの酸素量は手動弁でほぼ固定して運転することによるコストダウンも可能である。
【００５６】
チャーに含まれる灰の大部分は溶融炉９の高熱により溶融し、スラグとなってスラグ排出装置１１を経由し排出される。
【００５７】
溶融炉９の排ガス中に僅かに含まれる未燃分は、配管４６から吹き込まれた（酸素＋循環排ガス）混合気によりボイラ３で完全に燃焼する。このボイラ３では、集じん機１０出口のＯ２計３７の出力を入力とする制御器３８が、制御弁３９を介して、配管４からの酸素量を調整することにより、空気比を１.２〜１.３程度に制御している。
【００５８】
ボイラ３で完全燃焼した排ガスは、エアヒータ１４、ガス急冷塔１３、集じん器１５、集じん機１０を経て浄化され、煙突１７から大気に放出される。
【００５９】
集じん器１５の上流にはダイオキシンを吸着するために、配管４０を通じて活性炭が吹き込まれる。この活性炭は捕集灰と共に、集じん器１５底部から配管２３を通じて再び溶融炉９に戻され、活性炭及び活性炭に吸着されたダイオキシンは溶融炉９の高熱で燃焼あるいは熱分解される。
【００６０】
集じん機１０の上流には、配管４１を通じて消石灰が吹き込まれ、排ガス中の塩素を吸着除去する。集じん機１０の前記消石灰を含む捕集灰は灰安定化装置２５に送られ、薬剤などで安定化処理をされた後に埋立処分される。
【００６１】
図１に示したごみガス化溶融システムを、水分７０％、６０％、５０％のごみに適用した結果を図３〜図５、表１〜表３に示す。
（水分５０％の場合）
水分５０％の基準ごみであれば先の図２に示したように、通常の空気を用いても溶融温度１３５０℃以上を維持できる。この水分５０％のごみに対し本実施例を適用し、（酸素総量＋循環排ガス総量）混合気中の酸素濃度が２５％になるように循環排ガス量を制御した場合について計算したところ、火炎温度は図３に示したように十分に溶融温度を維持できた。この時のごみ１kg当たりのボイラ−出口、エアヒータ〜煙突出口の排ガス量、循環排ガス量を計算した結果を従来技術と比較して表１に示す。
【００６２】
【表１】
2005201620.tif 000003
エアヒータ〜煙突出口の排ガス量は、従来技術の場合を１００％とすると３９％に低下し大幅に低減できている。これに伴い、ごみ燃焼熱を基準とした排ガスの顕熱損失も従来技術の１１.６％に対し５.１％に低減できた。
（水分６０％の場合）
図２に示したようにごく狭い空気比の範囲でのみ火炎温度を１３５０℃以上に維持できていた水分６０％のごみに本実施例を適用し、（酸素総量＋循環排ガス総量）混合気中の酸素濃度が３０％になるように循環排ガス量を制御した場合について計算した結果、火炎温度は図４に示すように、空気のみの場合よりも広い空気比の範囲で十分に溶融温度を維持できた。
【００６３】
【表２】
2005201620.tif 000004
この時、表２に示すように、エアヒータ〜煙突出口の排ガス量は、空気を酸化剤とする従来技術の場合と比較し４３％に低減でき、排ガスの顕熱損失も従来技術の１３.４％に対し６.４％に低減できた。
（水分７０％の場合）
図２に示したようにどのように空気比を調整しても火炎温度が１３５０℃に達せず、灯油などの助燃が不可欠であった水分７０％のごみであっても、本実施例を適用することにより灯油などの助燃無しでガス化溶融できた。すなわち、従来技術であればごみ０.９kgに対し灯油０.１kgを助燃しなければならなかった水分７０％のごみに、本実施例を適用し（酸素総量＋循環排ガス総量）混合気中の酸素濃度が６０％になるように循環排ガス量を制御した場合について計算したところ、助燃無しでも図５に示したように広範囲の空気比で十分に溶融温度１３５０℃を維持できた。
【００６４】
【表３】
2005201620.tif 000005
この時、表３に示したように、エアヒータ〜煙突出口の排ガス量は従来技術の場合と比較し３１％に減少し、ごみ燃焼熱に対する排ガスの顕熱損失も従来技術の１３.８％から９.１％に減少した。
【００６５】
以上示したように、本実施例によれば、排ガス量を半減できるため、ガス急冷塔、集じん機、脱硝設備、煙突などの排煙処理設備の大幅なコンパクト化、コスト低減が可能であり、更に排ガス顕熱損失の減少による熱効率の向上が可能になる。又、従来、ガス化溶融システムの適用が困難であった高水分汚泥、高灰分廃棄物（例えば埋立ごみ）などを自己熱溶融でき、処理コストの低減が可能になるとともに、助燃が不要な分、ガス化処理時のＣＯ２発生量が削減される。
【００６６】
本実施例はボイラを有するガス化溶融システムであるが、ボイラを持たない小型のガス化溶融システムに対しても本発明は有効に適用できる。また、ボイラを持たず、溶融炉９に二次燃焼室を備えるシステムにおいては、二次燃焼室にも、酸素と循環排ガスの混合気体を供給するようにすればよい。この場合は、二次燃焼室出口にＯ２計を設け、検出した酸素濃度を入力として酸素量を調整することにより、空気比を制御する。
【００６７】
（実施例２）
次に図６を参照して本発明の実施例２につき、説明する。図６は本発明の実施例２に係るごみガス化溶融装置の要部構成を示し、図６に示すごみガス化溶融装置が前記図１に示されたごみガス化溶融装置と異なるのは、前記図１において記載が省略されているガス化炉６の起動バーナ６３と、溶融炉９の起動バーナ６４が記載され、起動バーナ６３、起動バーナ６４に関連する構成が示されている点である。すなわち、実施例１に示された基本構成において、起動操作を考慮した構成を付加してある。
【００６８】
本実施例は、ガス化炉６の起動バーナ６３と、起動バーナ６３に接続されて燃料の油を供給する油配管６５と、油配管６５に介装された油量弁５７と、溶融炉９の起動バーナ６４と、起動バーナ６４に接続されて燃料の油を供給する油配管６６と、油配管６６に介装された油量弁５８と、配管２０と配管４３を接続して制御弁４５をバイパスする配管５９と、配管５９に介装されたバイパス弁７と、制御弁４８上流側の配管２７を配管２８の接続点よりも下流側の配管４３に接続する配管６７と、配管６７に介装されたバイパス弁６１と、配管６７の接続点よりも下流側の配管４３に介装された手動弁６２と、配管６７の接続点よりも下流側で手動弁６２の上流側の配管４３を起動バーナ６３に接続する配管６８と、配管６８に介装された連動弁５２と、連動弁５２の上流側の配管６８を起動バーナ６４に接続する配管６９と、配管６９に介装された連動弁５３と、制御弁３３と配管２７の接続点の間の配管２１ｂに介装された弁５１と、が示されている点が実施例１と異なっている。油量弁５８と連動弁５３はリンク機構で連動しており、油量弁５７と連動弁５２もリンク機構で連動している。他の構成は実施例１と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
上記システムの定常状態での運転は、前記実施例１で述べたとおりである。以下、本実施例の起動操作につき、説明する。本実施例の起動操作は次の手順により行われる。１）誘引送風機１６、送風機１９、循環送風機３０などの必要機器を起動。
２）ガス化炉６への過剰な酸素の供給を防止するため、制御弁３３の下流側の弁５１を手動で全閉。
３）循環排ガスを流動層８に供給する配管に介装された制御弁４８を、所定のガス量、すなわち、流動層の安定流動化に必要な循環排ガスの量を確保できる開度で設定。
４）起動時には、溶融炉９の温度は低いため、温度計４２、制御器３５の信号により制御弁３６は閉止状態、又、炉内、煙道は全て空気で満たされているため、Ｏ2計３４からのＯ2高の信号を受け制御弁４５も閉止状態になっている。制御弁３６、制御弁４５が共に閉止状態では起動バーナ６３、起動バーナ６４に空気も酸素も供給されないので、循環排ガスラインには制御弁３６と並列にバイパス弁６１を設け、起動時にはバイパス弁６１を手動で“開”としておく。一方、酸素供給ラインでは、制御弁４５と並列にバイパス弁７が設けられており、過度の酸素の流入を防止するためバイパス弁７は“閉”にしておく。（酸素＋循環排ガス）混合気を溶融炉９に供給する配管４３に介装された手動弁６２は閉止し、ガス化炉６の起動バーナ６３並びに溶融炉９の起動バーナ６４以外への空気あるいは酸素の漏出を防止する。
５）溶融炉9の起動バーナ６４に点火し、起動バーナ６４に供給する油量を徐々に増加させる。起動バーナ６４に油を供給する油配管６６に介装された油量弁５８と起動バーナ６４に（酸素＋循環排ガス）混合気を供給する配管６９に介装された連動弁５３はリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５３の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６４に供給されるようになっている。起動時には炉内、煙道内全域が空気で満たされているため、循環送風機３０からは空気がバイパス弁６１を通じて起動バーナ６４に送られる。
６）起動バーナ６４点火後、系内の酸素が急激に消費されるので、Ｏ2計３４で系内の酸素濃度を監視しながら、バイパス弁７を徐々に開けて溶融炉９出口Ｏ2濃度（系内の酸素濃度）が適正な値、例えば１０％前後を維持するように調整する。
７）ガス化炉６の起動バーナ６３に点火し、起動バーナ６３に供給する油量を徐々に増加させる。起動バーナ６３に油を供給する油配管６５に介装された油量弁５７と起動バーナ６３に（酸素＋循環排ガス）混合気を供給する配管に介装された連動弁５２もリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５２の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６３に供給されるようになっている。
８）この場合も、点火後、系内の酸素が急激に消費されるので、Ｏ２計３４の指示値を監視しながら、バイパス弁7を徐々に開けて溶融炉９の出口Ｏ２濃度が適正な値、例えば１０％前後になるように調整する。
９）流動層８の温度が所定の温度（例えば約５００℃）に達したことを確認後、供給シュート５を通じてガス化炉６へごみの供給を開始、同時に、弁５１と手動弁６２をごみの供給量の増加に合わせて開度を大きくしてゆく。
１０）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉６の流動層温度が上昇し制御弁３３の制御範囲(例えば５００〜８００℃)に入ったことを確認した後、弁５１を全開で固定し、ガス化炉６への酸素供給を制御弁３３による自動制御状態にする。
１１）油量弁５７を閉止し、ガス化炉６の起動バーナ６３を消火。同時に油量弁５７に連動する連動弁５２も全閉となる。
１２）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉6からの可燃性ガス、チャーが溶融炉9で燃焼し、Ｏ２計３４の指示値が制御範囲（例えば１０％以下）に入り、酸素供給量が制御弁４５により自動制御されていることを確認後、バイパス弁7を閉止し、溶融炉9への酸素供給を自動制御状態にする。
１３）油量弁５８を閉止し、溶融炉９の起動バーナ６４を消火。同時に、油量弁５８に連動する連動弁５３も全閉になる。
１４）バイパス弁６１を全閉とする。これ以降、配管２８、制御弁３６を通じた循環排ガス量は、温度計４２の信号による自動制御モードになる。
１５）以上の操作により、ごみ専焼ガス化溶融モードに移行。
【００７０】
上記の構成と操作により、溶融炉９の温度が低いときに溶融炉９に供給される循環排ガスの量を低減させる制御器３５や溶融炉出口の酸素濃度に応じて溶融炉９に供給される酸素量を制御する制御器４４を備えたシステムにおける起動操作が実行できる。
【００７１】
上記操作では、起動バーナ６４や起動バーナ６３を点火したとき、系内の酸素が急激に消費され、酸素不足でバーナが失火するのを防止するために、Ｏ２計３４で系内の酸素濃度を監視し、手動弁（バイパス弁７）の操作により起動バーナに供給される酸素量を増して系内の酸素濃度を調節する。この場合、Ｏ２計３４の応答が遅いと、実際の系内の酸素濃度はＯ２計３４が示した値よりも低下している場合が生じかねない。このような事態になると、酸素不足によりバーナ失火というトラブルの懸念がある。
【００７２】
（実施例３）
次に図７を参照して本発明の実施例３につき、説明する。本実施例も実施例１に示された基本構成に起動操作に係る構成を付加したものである。実施例３が前記実施例１と異なるのは、ガス化炉６の起動バーナ６３と、起動バーナ６３に接続されて燃料の油を供給する油配管６５と、油配管６５に介装された油量弁５７と、溶融炉９の起動バーナ６４と、起動バーナ６４に接続されて燃料の油を供給する油配管６６と、油配管６６に介装された油量弁５８と、が示され、さらに、制御弁４８よりも上流側の配管２７を起動バーナ６３に接続する燃焼用空気配管７１と、燃焼用空気配管７１に介装された連動弁５２と、連動弁５２の上流側の燃焼用空気配管７１を起動バーナ６４に接続する燃焼用空気配管７２と、燃焼用空気配管７２に介装された連動弁５３と、制御弁３３と配管２７の接続点の間の配管２１ｂに介装された弁５１と、配管２６に介装された手動弁６０と、手動弁６０下流側の配管２６に分岐して接続され末端が大気に開放された空気吸引配管２と、空気吸引配管２に介装された手動弁７０と、が設けられている点である。油量弁５８と連動弁５３はリンク機構で連動しており、油量弁５７と連動弁５２もリンク機構で連動している。他の構成は実施例１と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
上記システムの定常状態での運転は、前記実施例１で述べたとおりである。以下、本実施例の起動操作につき、説明する。本実施例の起動操作は次の手順により行われる。１）誘引送風機１６、送風機１９、循環送風機３０など必要機器を起動。
２）ガス化炉６への過剰な酸素の供給を防止するため、弁５１を全閉。
３）制御弁４８を所定の開度に設定。
４）手動弁６０を全閉。
５）手動弁７０を全開。
６）起動バーナ６４に点火、油量を徐々に増加させる。油量弁５８と連動弁５３はリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５３の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６４に供給される。
７）起動バーナ６３に点火、油量を徐々に増加させる。油量弁５７と連動弁５２もリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５２の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６３に供給される。
８）流動層８の温度が所定の温度（例えば約５００℃）に達したことを確認後、供給シュート５を通じてごみの供給を開始。
９）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉６からの可燃性ガス、チャーが溶融炉９で燃焼しＯ２計３４の指示値が制御範囲（例えば１０％以下）に入ったことを確認。
１０）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉６の流動層温度が上昇し、制御弁３３の制御範囲(例えば５００℃〜８００℃)に入ったことを確認。
１１）弁５１を徐々に開く。この時、流動層８を流動化しているのは、空気吸引配管２、循環送風機３０、配管２７、制御弁４８及び配管２１ｂを通じて供給された酸素濃度２１％の空気である。弁５１を徐々に開くとこの空気に配管２１ａからの酸素が加わり、配管２１ｂ内の酸素濃度が徐々に増加し、燃焼反応が活発になるため流動層８の温度が上昇する。その層温度の上昇信号を受けて、制御弁３３の開度が自動的に絞られ、配管２１ｂ内の酸素濃度が適切な範囲になる様に制御される。
１２）起動バーナ６３の油量を徐々に絞り消火する。この時、油量弁５７に連動する連動弁５２も全閉となる。
１３）起動バーナ６４の油量を徐々に絞りを消火する。この時、油量弁５８に連動する連動弁５３も全閉になる。
１４）手動弁６０を徐々に開けると同時に手動弁７０を徐々に絞る。最終的に手動弁６０を全開、手動弁７０を全閉とする。
１５）以上の操作により、ごみ専焼ガス化溶融モードに移行。
【００７４】
以上示したように、本実施例では、起動バーナへの燃焼空気供給を吸引大気を用いて行うため、酸素不足による起動バーナ失火を完全に防止できる。
【００７５】
（実施例４）
次に図８を参照して本発明の実施例４につき、説明する。本実施例も実施例１に示された基本構成に起動操作に係る構成を付加したものである。実施例４が前記実施例３と異なるのは、空気吸引配管２、空気吸引配管２に介装された手動弁７０及び配管２６に介装された手動弁６０が設けられておらず、新たに大気を吸引加圧して送風する送風機５５が設けられ、燃焼用空気配管の上流端が配管２７ではなく前記送風機５５の出側に接続されている点である。他の構成は実施例３と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
本実施例においても、定常状態での運転は、前記実施例１で述べたとおりである。起動操作は次の手順で行われる。
１）誘引送風機１６、送風機１９、循環送風機３０、送風機５５など必要機器を起動。
２）ガス化炉６への過剰な酸素の供給を防止するため、弁５１を全閉。
３）制御弁４８を所定の開度に設定。
４）起動バーナ６４に点火、油量を徐々に増加させる。油量弁５８と連動弁５３はリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５３の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６４に供給される。
５）起動バーナ６３に点火、油量を徐々に増加させる。油量弁５７と連動弁５２もリンク機構で連動しており、油量の増減に伴って連動弁５２の開度も増減し、油量に対応した空気が起動バーナ６３に供給される。
６）流動層８の温度が所定の温度（例えば約５００℃）に達したことを確認後、供給シュート５を通じてごみの供給を開始。
７）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉６からの可燃性ガス、チャーが溶融炉９で燃焼しＯ２計３４の指示値が制御範囲（例えば１０％以下）に入ったことを確認。
８）ごみ供給量を徐々に増し、ガス化炉６の流動層温度が上昇し、制御弁３３の制御範囲(例えば５００℃〜８００℃)に入ったことを確認。
９）弁５１を徐々に開く。この時、流動層８を流動化しているのは、配管２６、循環送風機３０、配管２７、制御弁４８及び配管２１ｂを通じて供給された循環排ガスである。弁５１を徐々に開くとこの循環排ガスに配管２１ａからの酸素が加わり、配管２１ｂ内の酸素濃度が徐々に増加し、燃焼反応が活発になるため流動層８の温度が上昇する。その層温度の上昇信号を受けて、制御弁３３の開度が自動的に絞られ、配管２１ｂ内の酸素濃度が適切な範囲になるように制御される。
１０）起動バーナ６３の油量を徐々に絞り消火する。この時、油量弁５７に連動する連動弁５２も全閉となる。
１１）起動バーナ６４の油量を徐々に絞りを消火する。この時、油量弁５８に連動する連動弁５３も全閉になる。
１２）送風機５５を停止する。
１３）以上の操作により、ごみ専焼ガス化溶融モードに移行。
【００７７】
本実施例においても、起動バーナへの燃焼空気供給を吸引大気を用いて行うため、酸素不足による起動バーナ失火を完全に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１に係るガス化溶融システムの要部構成を示す系統図である。
【図２】種々の水分のごみを燃焼した時の火炎温度の計算値を示すグラフである。
【図３】水分５０%のごみに図１に示す実施例１を適用した時の火炎温度の計算値を示すグラフである。
【図４】水分６０%のごみに図１に示す実施例１を適用した時の火炎温度の計算値を示すグラフである。
【図５】水分７０%のごみに図１に示す実施例１を適用した時の火炎温度の計算値を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係るガス化溶融システムの要部構成を示す系統図である。
【図７】本発明の実施例３に係るガス化溶融システムの要部構成を示す系統図である。
【図８】本発明の実施例４に係るガス化溶融システムの要部構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  酸素発生装置
２  空気吸引配管
３  ボイラ
４  配管
５  供給シュート
６  ガス化炉
７  バイパス弁
８  流動層
９  溶融炉
１０  集じん機
１１  スラグ排出装置
１２ａ〜１２ｈ  煙道
１３  ガス急冷塔
１４  エアヒータ
１５  集じん器
１６  誘引送風機
１７  煙突
１８  ダンパー
１９  送風機
２０、２１ａ、２１ｂ、２２、２３、２４ａ、２４ｂ  配管
２５  灰安定化装置
２６〜２９、４０、４１、４３、４６、４９，５０  配管
３０  循環送風機
３１、４２  温度計
３２，３５，３８，４４  制御器
３３，３６，３９，４５，４７，４８  制御弁
３４，３７  Ｏ２計
５１  弁
５２，５３  連動弁
５５  送風機
５７，５８  油量弁
５９  配管
６０  手動弁
６１  バイパス弁
６２  手動弁
６３  起動バーナ
６４  起動バーナ
６５  油配管
６６  油配管
６７，６８，６９  配管
７０  手動弁
７１，７２  燃焼用空気配管
【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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【図７】
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【図８】
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