(57)【要約】【課題】  機器や装置を減少させて設備の簡略化を図れると共に、メンテナンスも簡単且つ容易に行えるようにする。【解決手段】  廃棄物を乾留熱分解する熱分解ドラム１から排出された高温の熱分解残渣Ｄを冷却して選別する熱分解残渣選別冷却設備であって、前記熱分解残渣選別冷却設備は、熱分解ドラム１から排出された熱分解残渣Ｄを受け入れると共に、受け入れた熱分解残渣Ｄ中に不活性ガスＧｏを噴出して熱分解残渣Ｄを流動化させる流動床２を備えており、流動床２内に吹き込まれた不活性ガスＧｏにより高温の熱分解残渣Ｄを冷却すると共に、熱分解残渣Ｄ中のカーボン残渣Ｄｏを不活性ガスＧｏにより吹き飛ばして選別するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を乾留熱分解する熱分解ドラムから排出された高温の熱分解残渣を冷却して選別する熱分解残渣選別冷却設備であって、前記熱分解残渣選別冷却設備は、熱分解ドラムから排出された熱分解残渣を受け入れると共に、受け入れた熱分解残渣中に不活性ガスを噴出して熱分解残渣を流動化させる流動床を備えており、流動床内に吹き込まれた不活性ガスにより高温の熱分解残渣を冷却すると共に、熱分解残渣中のカーボン残渣を不活性ガスにより吹き飛ばして選別するようにしたことを特徴とする熱分解残渣選別冷却設備。
【請求項２】
流動床のガス排出口に除塵装置を連通状に接続し、流動床から不活性ガスに随伴して排出されるカーボン残渣を前記除塵装置により捕集するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の熱分解残渣選別冷却設備。
【請求項３】
流動床と除塵装置の不活性ガス出口とを不活性ガス循環用ダクトで接続すると共に、当該不活性ガス循環用ダクトに不活性ガスの冷却装置及び循環用送風機を夫々介設し、流動床内で加熱された不活性ガスを冷却装置により冷却して循環使用するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の熱分解残渣選別冷却設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラントに用いられるものであり、廃棄物を乾留熱分解する熱分解ドラムから排出された高温の熱分解残渣を冷却して選別する熱分解残渣選別冷却設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱分解ガス化溶融プラントは、廃棄物の貯留、破砕及び搬送等を行う前処理設備と、間接加熱式の熱分解ドラムにより廃棄物を無酸素又は低酸素雰囲気で乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラム設備と、熱分解残渣を冷却してカーボン残渣、鉄、アルミニウム等に選別処理する熱分解残渣選別冷却設備と、熱分解ガス及びカーボン残渣等を溶融炉により燃焼・溶融する高温燃焼溶融設備と、排ガスからの熱回収により発生したボイラ蒸気を蒸気タービン発電機へ供給して発電を行うボイラ発電設備と、排ガスの冷却及び排ガス中のダストの除去等を行う排ガス処理設備等から構成されており、廃棄物から鉄やアルミニウム等の有価物を再利用し易い形で回収できると共に、熱効率及び発電効率が高く、然も、低ＮＯｘ化及び低ダイオキシン化を図れる等、優れた利点を有する廃棄物の処理プラントである。
【０００３】
ところで、熱分解ドラム設備に於いては、熱分解ドラムの出口側に熱分解ドラム内で生成された熱分解ガスと熱分解残渣とを重力により分離する分離器が接続されており、当該分離器により４５０℃程度の高温の熱分解残渣が熱分解ガスとは別に排出されるようになっている。この熱分解残渣中には、鉄やアルミニウム等の有価物、カーボン残渣等が含有されており、それらを選別して回収するには熱分解残渣が高温であるために熱分解残渣を冷却してから選別しなければならない。
従って、熱分解ドラム設備の下流側に設置される熱分解残渣選別冷却設備には、熱分解残渣を冷却する冷却システムと、冷却された熱分解残渣を選別する選別システムとを備えた熱分解残渣選別冷却設備が使用されている。
【０００４】
即ち、前記熱分解残渣選別冷却設備は、シール機能を備えた振動フィーダー、熱分解残渣中の粗大物を回収する粗大物振動スクリーン、熱分解残渣を冷却する冷却振動コンベヤ、冷却された熱分解残渣を高所へ移送するバケットコンベヤ及びシール機能を備えた振動フィーダー等から成る冷却システムと、振動スクリーン、磁選機、アルミ選別機及びカーボン残渣の粉砕機等から成る選別システムとから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
又、選別システムには、磁選機やアルミ選別機等の選別機と流動床を組み合わせた選別システムも使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
然し乍ら、従来の熱分解残渣選別冷却設備に於いては、熱分解ドラムから高温の熱分解残渣が排出されるため、熱分解残渣の燃焼・爆発等を防止するのに熱分解残渣を無酸素又は低酸素雰囲気で冷却してから選別したりしなければならず、上述したように様々な機能を持った機器や装置が必要となる。その結果、従来の熱分解残渣選別冷却設備は、機器や装置が増えて設備自体が大型化すると共に、メンテナンスも手数が掛かると云う問題が発生している。
【特許文献１】特開２０００−３１０４１５号公報
【特許文献２】特開２００１-８２７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は機器や装置を減少させて設備の簡略化を図れると共に、メンテナンスも簡単且つ容易に行えるようにした熱分解残渣選別冷却設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、廃棄物を乾留熱分解する熱分解ドラムから排出された高温の熱分解残渣を冷却して選別する熱分解残渣選別冷却設備であって、前記熱分解残渣選別冷却設備は、熱分解ドラムから排出された熱分解残渣を受け入れると共に、受け入れた熱分解残渣中に不活性ガスを噴出して熱分解残渣を流動化させる流動床を備えており、流動床内に吹き込まれた不活性ガスにより高温の熱分解残渣を冷却すると共に、熱分解残渣中のカーボン残渣を不活性ガスにより吹き飛ばして選別するようにしたことに特徴がある。
【０００８】
本発明の請求項２の発明は、流動床のガス排出口に除塵装置を連通状に接続し、流動床から不活性ガスに随伴して排出されるカーボン残渣を前記除塵装置により捕集するようにしたことに特徴がある。
【０００９】
本発明の請求項３の発明は、流動床と除塵装置の不活性ガス出口とを不活性ガス循環用ダクトで接続すると共に、当該不活性ガス循環用ダクトに不活性ガスの冷却装置及び循環用送風機を夫々介設し、流動床内で加熱された不活性ガスを冷却装置により冷却して循環使用するようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、高温の熱分解残渣中に不活性ガスを噴出して熱分解残渣を流動させ、前記不活性ガスにより熱分解残渣を冷却すると共に、熱分解残渣中のカーボン残渣を吹き飛ばして選別する流動床を備えているため、流動床が冷却装置と選別装置としての機能を有することなり、一つの流動床で熱分解残渣の冷却と選別を同時に行うことができ、冷却装置や選別装置を別々に設置する必要がなくなる。その結果、本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、機器や装置の点数を少なくすることができ、設備自体の簡略化を図れると共に、メンテナンスも簡単且つ容易に行える。
又、本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、流動床内に於いて不活性ガスにより熱分解残渣の冷却及び選別を行うようにしているため、高温の熱分解残渣の燃焼及び爆発等を防止することができ、熱分解残渣の冷却と選別を安全に行える。
更に、本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、流動床内で熱分解残渣中のカーボン残渣を分別し、このカーボン残渣を除塵装置で回収するようにしているため、流動床でかなりの量のカーボン残渣を選別することができ、後続の磁選機やアルミ選別機に取り込まれる熱分解残渣の量を大幅に減らすことができる。その結果、磁選機やアルミ選別機等は小さな規模のものでも良く、設備自体の簡素化及びコンパクト化をより一層図れる。
そのうえ、本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、熱分解残渣中のカーボン残渣を流動床で早期に取り出しているため、その後の熱分解残渣からの有価物の選別処理等が容易で作業性も向上すると共に、磁選機やアルミ選別機等により純度の高い鉄やアルミニウムを選別回収することができる。
加えて、本発明の熱分解残渣選別冷却設備は、流動床から排出された高温の不活性ガスを冷却装置により冷却して流動床へ戻すようにしているため、不活性ガスの使用量も少なくて済み、コストの低減を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る熱分解残渣選別冷却設備の概略系統図を示すものであり、当該熱分解残渣選別冷却設備は、都市ごみ等の廃棄物を乾留熱分解する熱分解ドラム１の下流側位置に、窒素ガス等の不活性ガスＧｏを使用する流動床２（内部に砂等の流動媒体が収容されている）、不活性ガスＧｏに随伴されるカーボン残渣Ｄｏを回収する除塵装置３、不活性ガス循環用ダクト４、不活性ガスＧｏの冷却装置５、不活性ガスＧｏの循環用送風機６、磁選機及びアルミ選別機等から成る二次選別装置７等を夫々配設したものであり、流動床２で高温の熱分解残渣Ｄの冷却と熱分解残渣Ｄからのカーボン残渣Ｄｏの選別の両方を行うと共に、除塵装置３でカーボン残渣Ｄｏの回収を行うようにしたものである。
【００１２】
即ち、前記熱分解残渣選別冷却設備は、図１に示す如く、熱分解ドラム１の出口側に接続された分離器８と、分離器８に接続された排出装置９（例えばシール機能を有する振動フィーダーやスクリューフィーダー等）と、排出装置９に接続された流動床２と、流動床２に接続された不活性ガス循環用ダクト４と、不活性ガス循環用ダクト４に介設された循環用送風機６と、不活性ガス循環用ダクト４に介設された除塵装置３と、不活性ガス循環用ダクト４に介設された不活性ガスＧｏの冷却装置５と、流動床２にスクリューコンベヤ１０を介して接続された磁選機及びアルミ選別機等から成る二次選別装置７等とから構成されている。
【００１３】
具体的には、前記分離器８は、熱分解ドラム１内で生成されて熱分解ドラム１から排出された熱分解ガスＧ及び熱分解残渣Ｄを重力により熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離するものであり、上端部に熱分解ガスＧのガス排出口８ａが、又、下端部に熱分解残渣Ｄの残渣排出口８ｂが夫々形成されている。
【００１４】
前記排出装置９は、分離器８から排出された熱分解残渣Ｄを受け取ってこれを後続の流動床２へ送るものであり、この例では排出装置９に振動フィーダーが使用されている。即ち、振動フィーダーは、熱分解残渣Ｄの入口１１ａ及び出口１１ｂを形成したケーシング１１と、ケーシング１１を揺動自在に支持する複数の弾性支持体１２と、ケーシング１１を適宜の振動力で振動させる振動機１３とから構成されている。この振動フィーダーの入口１１ａ及び出口１１ｂは、分離器８の残渣排出口８ｂ及び流動床２の投入口１５ａに蛇腹状の可撓性ホース１４を介して夫々接続されている。
尚、振動フィーダーは、ケーシング１１の入口１１ａ側に熱分解残渣Ｄの貯留量を検出する複数のレベル計（図示省略）を設け、レベル計からの検出信号に基づいて制御装置（図示省略）により振動機１３を駆動制御するように構成されており、振動機１３の振動力を調整することによって、熱分解残渣Ｄの貯留量を一定範囲内に保つことができるようになっている。その結果、貯留している熱分解残渣Ｄにより分離器８と流動床２との間をマテリアルシールすることができる。
【００１５】
前記流動床２は、熱分解ドラム１から排出されて排出装置９により送られて来る熱分解残渣Ｄを受け入れると共に、砂等の流動媒体を所定量収容した流動床本体１５と、流動床本体１５内に不活性ガス循環用ダクト４を介して不活性ガスＧｏを吹き込む循環用送風機６とから成り、流動床本体１５内の熱分解残渣Ｄ中に不活性ガスＧｏを噴出して熱分解残渣Ｄ及び流動媒体を流動化させ、不活性ガスＧｏにより高温の熱分解残渣Ｄを冷却すると共に、熱分解残渣Ｄに混入しているカーボン残渣Ｄｏや有価物（鉄、アルミニウム）に付着しているカーボン残渣Ｄｏを吹き飛ばして選別するものである。
又、流動床本体１５は、排出装置９からの熱分解残渣Ｄを受け入れる投入口１５ａと、不活性ガスＧｏが排出されるガス排出口１５ｂと、カーボン残渣Ｄｏが吹き飛ばされた熱分解残渣Ｄと砂等の流動媒体を排出する残渣排出口１５ｃとを備えており、流動床本体１５の下部には、不活性ガスＧｏの吹き出し口１５ｄを多数形成した傾斜板１５ｅと、傾斜板１５ｅの下面側を覆う風箱１５ｆとが夫々設けられている。
更に、流動床本体１５は、そのガス排出口１５ｂと風箱１５ｆとに循環用送風機６を介設した不活性ガス循環用ダクト４が夫々接続されており、傾斜板１５ｅの吹き出し口１５ｄから流動床本体１５内に吹き込まれる不活性ガスＧｏを循環して使用することができるようになっている。
【００１６】
尚、流動床２の残渣排出口１５ｃには、流動床本体１５内に於いて不活性ガスＧｏで吹き飛ばされなかった熱分解残渣Ｄと砂等の流動媒体を排出するためのスクリューコンベヤ１０が接続されている。又、スクリューコンベヤ１０の下流側には、熱分解残渣Ｄと砂等の流動媒体とを分離する篩い装置（図示省略）と、振動スクリーン、磁選機及びアルミ選別機等から成る二次選別装置７と、鉄やアルミニウム等の有価物が取り除かれた熱分解残渣Ｄを粉砕する粉砕機１６と、粉砕機１６により粉砕された熱分解残渣Ｄを貯留するホッパ１７とが夫々配設されている。
【００１７】
前記除塵装置３は、不活性ガス循環用ダクト４に接続される不活性ガス入口３ａと、同じく不活性ガス循環用ダクト４に接続される不活性ガス出口３ｂと、カーボン残渣Ｄｏが排出されるカーボン残渣出口３ｃとを備えており、流動床２から不活性ガスＧｏに随伴されて排出されるカーボン残渣Ｄｏを分離して回収するものである。この除塵装置３には、遠心力を利用して不活性ガスＧｏからカーボン残渣Ｄｏを分離・回収する従来公知のサイクロンが使用されている。
【００１８】
前記冷却装置５は、除塵装置３の下流側位置の不活性ガス循環用ダクト４に介設されており、流動床２から排出された高温の不活性ガスＧｏを冷却するものである。この冷却装置５には、高温の不活性ガスＧｏを間接的に空冷する冷却装置５又は間接的に水冷する冷却装置５が使用されている。
即ち、不活性ガスＧｏを間接的に空冷する冷却装置５は、図２（Ａ）に示す如く、ケーシング１８と、ケーシング１８内に配設されて不活性ガス循環用ダクト４に接続された伝熱管１９と、ケーシング１８内に冷却用の空気Ａを送り込む冷却用送風機２０とから成り、ケーシング１８内に冷却用送風機２０により空気Ａを送り込んで伝熱管１９内を流れる高温の不活性ガスＧｏを間接的に冷却するようにしたものである。
又、不活性ガスＧｏを間接的に水冷する冷却装置５は、図２（Ｂ）に示す如く、ケーシング１８と、ケーシング１８内に配設されて不活性ガス循環用ダクト４に接続された伝熱管１９と、ケーシング１８内に配設されて冷却水Ｗが流れる冷却用伝熱管２１と、冷却用伝熱管２１内に冷却水Ｗを供給するポンプ２２と、伝熱管１９を通過して温水となった冷却水Ｗから熱を回収する熱交換器２３とから成り、冷却用伝熱管２１内にポンプ２２により冷却水Ｗを流して伝熱管１９内を流れる高温の不活性ガスＧｏを間接的に冷却すると共に、熱交換器２３により温水となった冷却水Ｗから熱回収して冷却水Ｗを循環使用するようにしたものである。
尚、冷却装置５により温風となった空気Ａと温水となった冷却水Ｗは、これらを他の場所へ送ってその熱を他の機器や装置へ熱供給するようにしても良い。
【００１９】
次に、熱分解残渣選別冷却設備を用いて熱分解ドラム１から排出された高温の熱分解残渣Ｄを冷却して選別処理する場合について説明する。
【００２０】
熱分解ドラム１に供給された都市ごみ等の廃棄物は、ここで加熱ガスにより空気の遮断下に於いて３００℃〜６００℃の温度に加熱され、熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄに分解される。熱分解ドラム１内で生成された熱分解ガスＧ及び熱分解残渣Ｄは、引き続き熱分解ドラム１に隣接する分離器８に導入され、ここで重力により熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。
尚、熱分解ガスＧは、水分、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2及び炭化水素を主成分とし、又、熱分解残渣Ｄは、カーボン残渣Ｄｏ、鉄、アルミニウム、ガラス、陶器、コンクリート片等の混合物である。
【００２１】
前記熱分解ガスＧは、分離器８のガス排出口８ａから熱分解ガス導管（図示省略）を経て燃焼溶融炉（図示省略）へ導入され、ここで高温燃焼されてガス中に含まれている有機物等が完全に燃焼・分解される。燃焼溶融炉内で発生した燃焼排ガスは、引き続き廃熱ボイラに流入して熱回収された後、集塵装置、排ガス浄化装置及び誘引送風機等を経てクリーンなガスとなって煙突から大気中へ放出される（何れも図示省略）。
【００２２】
一方、前記熱分解残渣Ｄは、分離器８の残渣排出口８ｂから排出装置９のケーシング１１内へ落下排出され、ケーシング１１の入口１１ａ側に一定量貯留されて分離器８と流動床２との間をシールしつつ、ケーシング１１の振動作用によりケーシング１１内を入口１１ａ側から出口１１ｂ側へ移動して行き、出口１１ｂから排出されて流動床本体１５の投入口１５ａから流動床本体１５内へ投入される。
【００２３】
流動床本体１５内に投入された熱分解残渣Ｄは、傾斜板１５ｅの吹き出し口１５ｄから噴出する不活性ガスＧｏにより砂等の流動媒体と一緒に流動化されると共に、当該不活性ガスＧｏにより冷却される。又、傾斜板１５ｅの吹き出し口１５ｄから噴出する不活性ガスＧｏによって、熱分解残渣Ｄ中のカーボン残渣Ｄｏが流動床本体１５内の上部空間に吹き飛ばされると共に、鉄やアルミニウム等に付着したカーボン残渣Ｄｏも流動床本体１５内の上部空間に吹き飛ばされる。即ち、流動床２に於いては、冷却機能と選別機能の両方の機能を有することなり、熱分解残渣Ｄの冷却と熱分解残渣Ｄからのカーボン残渣Ｄｏの選別を同時に行うことができる。又、熱分解残渣Ｄ中に不活性ガスＧｏを吹き込んで熱分解残渣Ｄの冷却と選別を行うようにしているため、流動床２内での熱分解残渣Ｄの燃焼・爆発を防止することができる。
【００２４】
流動床本体１５内の上部空間に吹き飛ばされたカーボン残渣Ｄｏは、高温の不活性ガスＧｏに随伴されて不活性ガス循環用ダクト４を経て除塵装置３内に送り込まれ、ここで遠心力により不活性ガスＧｏから分離して回収される。除塵装置３で回収されたカーボン残渣Ｄｏは、粉砕機１６で粉砕されてホッパ１７に貯留された後、空気輸送等によって燃焼溶融炉へ送られ、ここで熱分解ガスＧと一緒に燃焼・溶融されて溶融スラグとなる。又、カーボン残渣Ｄｏが取り除かれた高温の不活性ガスＧｏは、冷却装置５内に流入し、ここで空冷又は水冷により冷却されてから循環用送風機６及び不活性ガス循環用ダクト４を経て流動床２内に戻される。このように、流動床２から排出された高温の不活性ガスＧｏを冷却装置５により冷却して流動床２へ戻すようにしているため、不活性ガスＧｏの使用量も少なくて済む。
【００２５】
流動床本体１５内でカーボン残渣Ｄｏが取り除かれた熱分解残渣Ｄは、砂等の流動媒体と一緒に流動床本体１５の残渣排出口１５ｃからスクリューコンベヤ１０により排出され、篩い装置（図示省略）で砂等の流動媒体が分離された後、後続の振動スクリーン、磁選機及びアルミ選別機等から成る二次選別装置７へ送られ、ここで鉄、アルミニウム、その他の熱分解残渣Ｄ（ガラス片、コンクリート片等）に夫々選別処理される。このとき、熱分解残渣Ｄは、流動床２及び除塵装置３でかなりの量のカーボン残渣Ｄｏが選別されて回収されているため、二次選別装置７へ送り込まれる量が少なくて済むと共に、熱分解残渣Ｄからの鉄やアルミニウム等の有価物の回収も容易に行える。
二次選別装置７で選別された鉄及びアルミニウムは、夫々コンテナ等に貯留されて有効利用される。又、熱分解残渣Ｄは、粉砕機１６で粉砕されてホッパ１７に貯留された後、空気輸送等により燃焼溶融炉へ送られる。更に、熱分解残渣Ｄから分離された砂等の流動媒体は、循環コンベヤ（図示省略）等により流動床本体１５内へ戻される。
【００２６】
尚、上記実施の形態に於いては、流動床２は、流動床本体１５の底部に不活性ガスＧｏの吹き出し口１５ｄを形成した傾斜板１５ｅを設けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、流動床本体１５の底部に不活性ガスＧｏの吹き出し口を形成したヘッダ管（図示省略）を設け、ヘッダ管から流動床２内へ不活性ガスＧｏを吹き込むようにしても良い。
【００２７】
又、上記実施の形態に於いては、除塵装置３にサイクロンを使用し、サイクロンで不活性ガスＧｏ中のカーボン残渣Ｄｏを回収するようにしたが、他の実施の形態に於いては、除塵装置３にサイクロンとバグフィルター（図示省略）の両方を使用し、バグフィルターを冷却装置５の下流側の不活性ガス循環用ダクト４に介設してサイクロンで除去できなかったカーボン残渣Ｄｏをバグフィルターで回収するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱分解残渣選別冷却設備の概略系統図である。
【図２】不活性ガスの冷却装置を示し、（Ａ）は間接空冷式の冷却装置の概略図、（Ｂ）は間接水冷式の冷却装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１は熱分解ドラム、２は流動床、３は除塵装置、３ｂは除塵装置の不活性ガス出口、４は不活性ガス循環用ダクト、５は冷却装置、６は循環用送風機、１５ｂは流動床のガス排出口、Ｄは熱分解残渣、Ｄｏはカーボン残渣、Ｇｏは不活性ガス。
【図１】
2005087818.tif 000003
【図２】
2005087818.tif 000004