(57)【要約】【課題】  スラグの品質低下を抑制すること。【解決手段】  廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスを燃焼処理する縦型の燃焼溶融炉１と、この燃焼溶融炉１の底部に設けられ溶融スラグ２９を回収するスラグ回収口３と、燃焼溶融炉１の底部（１７）に連通させて立ち上げて設けられた第１の煙道１９と、この第１の煙道１９に連通させて略水平または水平より下向きのいずれかに延在させて設けられた第２の煙道２１と、第２の煙道２１に空気が通流される伝熱管を配設してなる空気加熱器５とを備えることにより、スラグの品質低下を向上させることができる。【選択図】    図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスを燃焼処理する縦型の燃焼溶融炉と、該燃焼溶融炉の底部に設けられ溶融スラグを回収するスラグ回収口と、前記燃焼溶融炉の底部に連通させて立ち上げて設けられた第１の煙道と、該第１の煙道に連通させて略水平または水平より下向きのいずれかに延在させて設けられた第２の煙道と、前記第２の煙道内に空気が通流される伝熱管を配設してなる空気加熱器とを備えてなる燃焼溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼溶融炉の燃焼排ガスにより空気を加熱する空気加熱器を備えた燃焼溶融装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を処理する方法として、廃棄物を熱分解反応器に導いて熱分解し、この熱分解により生成された熱分解ガスと熱分解残渣とを燃焼溶融炉に導入して燃焼処理するとともに、この燃焼熱により熱分解ガスや熱分解残渣中に含まれる不燃物の粉粒体（以下、飛灰という。）を溶融させて溶融スラグを回収し、建材や舗装材の骨材などに利用することが行われている。
【０００３】
一方、燃焼溶融炉の後流側の煙道に、複数の伝熱管からなる空気加熱器を設置し、燃焼溶融炉から排出される高温の燃焼排ガスと伝熱管中を流れる空気とを熱交換して燃焼排ガスの熱を回収し、これにより加熱された空気を熱源として利用することが行われている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この種の燃焼溶融装置は、燃焼溶融炉の底部に溶融スラグを回収するスラグ回収口を設け、燃焼溶融炉の底部から立ち上げて形成される煙道内に前記空気加熱器を設置し、この煙道内を流れる高温の燃焼排ガス（例えば、１１００℃）の熱を回収して、加熱空気を熱分解反応器へ供給することにより、廃棄物を熱分解（例えば、４５０℃）するようになっている。なお、空気加熱器により熱回収された燃焼排ガス（例えば、６００℃）は、ボイラなどに導かれて、さらに熱回収される。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３０７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃焼溶融炉から排出された飛灰は、殆どが溶融してスラグ化されるが、一部の飛灰は溶融されずに煙道内を流れ、例えば、空気加熱器の伝熱管表面に付着される。そのため、上記の構成によれば、伝熱管表面に付着した飛灰は、所定量が蓄積されると、その重力により煙道内を落下して、溶融スラグに混入するおそれがある。
【０００７】
すなわち、溶融スラグは、通常、スラグ回収口から水槽内に流下して冷却され、均質な性質が得られるが、溶融スラグ中に固化した飛灰が混入されると、冷却後のスラグが不均一になり、再利用に支障がでるおそれがある。
【０００８】
本発明は、スラグの品質低下を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスを燃焼処理する縦型の燃焼溶融炉と、この燃焼溶融炉の底部に設けられ溶融スラグを回収するスラグ回収口と、燃焼溶融炉の底部に連通させて立ち上げて設けられた第１の煙道と、この第１の煙道に連通させて略水平または水平より下向きのいずれかに延在させて設けられた第２の煙道と、第２の煙道に空気が通流される伝熱管を配設してなる空気加熱器とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、空気加熱器に付着した飛灰は、第１の煙道内を落下して溶融スラグに混入することがないため、スラグ回収口から排出されるスラグの品質低下を抑制することができる。なお、空気加熱器に付着した飛灰は、例えば、第２の煙道の底部に飛灰回収手段を備えることにより、スラグと分けて回収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スラグの品質低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の燃焼溶融装置の一実施形態を示す縦断面図を示す。図に示すように、本実施形態の燃焼溶融装置は、燃焼溶融炉１と、スラグ回収口３と、空気加熱器５，７と、飛灰排出口９とを備えて構成される。
【００１３】
燃焼溶融炉１は、縦型の円筒状に形成され、その頂部にバーナ１１、熱分解カーボン吹込部１３、熱分解ガス吹込部１５がそれぞれ配設されている。燃焼溶融炉１の底部には、略水平方向に延在する炉底部１７が接続され、この炉底部１７にスラグ回収口３が設けられている。炉底部１７には、燃焼溶融炉１の頂部付近の高さまで鉛直に立ち上げて形成される煙道１９が接続されている。また、煙道１９には、略水平方向に折り曲げてから、鉛直に立ち下げて形成される煙道２１が接続されている。図に示すように、煙道２１は、仕切板２３により煙道２５と仕切られて形成され、煙道２１を通じて下方に流れる燃焼排ガスが、底部を介して煙道２５に流入し、再び上方に流れるようになっている。煙道２５は、頂部において、水平方向に延在する煙道２７が接続されている。
【００１４】
煙道２１，２５の内部には、それぞれ、空気加熱器５，７が配設されている。これらの空気加熱器は、例えば、空気を通流させる単管よりなるセラミックス製の伝熱管からなり、複数の伝熱管が燃焼排ガスの通流方向に直交させて配設されている。伝熱管同士は炉壁外で連通され、炉壁外から導入された空気が各伝熱管内を通流し、熱交換して加熱空気となり、炉外に排出されるようになっている。また、煙道２１と２５が連通される底部には、飛灰排出口９が設けられ、空気加熱器５，７の伝熱管表面から落下する飛灰を回収するようになっている。
【００１５】
本実施形態において、空気加熱器５，７は２つの煙道に分けて配設されているが、これに限定されず、例えば、一つの煙道の長さや幅を拡大し、その煙道に設置する伝熱管の設置数を増加させるようにしてもよい。
【００１６】
次に、本実施形態の動作を説明する。高温状態の燃焼溶融炉１に、熱分解ガスと共に熱分解カーボンなどの燃料が導入されると燃焼し、炉底部１７が１３００℃程度の高温になる。これらの燃焼により生じる飛灰が、炉内を旋回しながら炉底部１７で溶融され、溶融スラグ２９が発生する。ここで発生した溶融スラグ２９は、炉壁を伝って流下し、スラグ回収口３から炉外の水槽内に落下して冷却固化される。
【００１７】
一方、溶融されない一部の飛灰を含む高温の燃焼排ガス（例えば、１１００℃）は、炉底部１７、煙道１９を経由して煙道２１に導かれ、空気加熱器５の伝熱管表面を介して熱交換により冷却される。さらに、空気加熱器５を通過した燃焼排ガスは、煙道２５に導かれ、空気加熱器５と同様、空気加熱器７により冷却（例えば、６００℃）され、煙道２７を通じて廃熱ボイラなどに供給される。
【００１８】
ここで、燃焼排ガスが、煙道２１，２５を通過する際、燃焼排ガス中に同伴される飛灰は、伝熱管５，７の表面に付着して、次第に蓄積されるようになる。本実施形態によれば、飛灰が伝熱管表面から重力により落下する場合、飛灰排出口９を通じて外部に排出されるため、溶融スラグ２９への混入を防ぐことができる。すなわち、空気加熱器５は、煙道１９を挟んで鉛直に立ち下げて形成される煙道２１内に設けられ、スラグ回収口３から遮断された位置に設置されているため、溶融スラグ２９と飛灰とを別々に回収することができる。
【００１９】
なお、煙道２１は、鉛直に立ち下げて形成することが好ましいが、これに限定されず、例えば、略水平または水平より下向きに延在させて設けるようにしてもよい。
【００２０】
次に、本発明の燃焼溶融装置を備えた廃棄物処理装置について説明する。図２は、廃棄物処理装置の一実施形態を示す系統図である。廃棄物は、所定の大きさに破砕され、スクリューフィーダ３１により回転ドラム式の熱分解反応器３３に導入され、例えば４５０℃程度に加熱され、低酸素雰囲気で熱分解される。
【００２１】
熱分解反応器３３から発生した熱分解ガスと熱分解残渣は、排出装置３５に導かれ、熱分解ガスは管路３７を通じて燃焼溶融炉１に燃焼用空気とともに供給される一方、熱分解残渣は、冷却装置３９に導かれ、例えば８０℃程度に冷却された後、分別装置４１に導入される。
【００２２】
分別装置４１は、例えば、流動式、篩、磁選式、うず電流式、遠心式などの公知の方法が用いられ、熱分解カーボンなどの可燃性の粉粒体と、不燃性成分の金属成分、非金属成分などに分別される。ここで、可燃性の粉粒体には、熱分解カーボンの粉粒体の他に、比較的大きな可燃物などが含まれ、これらは、粉砕処理後にホッパ４３に貯留される。他の分離成分は、適宜、コンテナないしホッパに排出され、ホッパ４３内の粉粒体は、管路４５を通じて燃焼溶融炉１に導入される。
【００２３】
燃焼溶融炉１に導入された熱分解カーボンと粉砕処理物は、高温雰囲気において、旋回流を形成して溶融スラグとなり、スラグ回収口３から水槽４７に落下する。ここで、燃焼排ガスは、前述したように、燃焼溶融炉１の後流側煙道に設置された空気加熱器により熱回収され、加熱された空気は熱分解反応器３３の加熱用熱源として利用される。なお、この加熱された空気は、熱分解反応器３３の熱源に限定されず、他の熱源として利用するようにしてもよい。
【００２４】
空気加熱器により熱回収された燃焼排ガスは、例えば６００℃に冷却され、これにより、後流側の廃熱ボイラ４９において効率的に熱回収される。ここで、廃熱ボイラ４９は、燃焼排ガスから回収された熱を利用して蒸気を発生させ、蒸気タービン発電機５１を回転させて電力を回収する。
【００２５】
廃熱ボイラ４９から排出された燃焼排ガスは、集塵器５３に導かれて除塵され、次いで脱塩装置５５などのガス浄化装置により浄化された後、誘引送風機５７を介して煙突５９から大気へ放出される。
【００２６】
以上、説明したように、本実施形態によれば、空気加熱器５，７に付着した飛灰の落下にともなうスラグ品質の低下が抑制され、スラグの利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の燃焼溶融装置の一実施形態を示す縦断面図を示す
【図２】図１の燃焼溶融装置を含む廃棄物処理プラントの一実施形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  燃焼溶融炉
３  スラグ回収口
５，７  空気加熱器
９  飛灰排出口
１７  炉底部
１９，２１，２５，２７  煙道
２３  仕切板
２９  溶融スラグ
【図１】
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【図２】
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