(57)【要約】      （修正有）【課題】灰処理装置の負荷が減少してエネルギーが節減されると共に、安定操業を継続することができる、焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備を提供すること。【解決手段】廃棄物焼却炉１０とその焼却炉から排出された焼却灰を加熱処理又は溶融する灰処理装置２０が一体的に連結された焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備であって、焼却炉１０と灰処理装置２０が主灰シュート３０によって接続されると共に、主灰シュート３０に焼却主灰中の処理不適物を除去する装置４０が設けられ、この処理不適物除去装置４０により除去された処理不適物を排出する装置５０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉と該焼却炉から排出された焼却灰を加熱処理又は溶融する灰処理装置が一体的に連結された焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備であって、前記焼却炉と前記灰処理装置が主灰シュートによって接続されると共に、前記主灰シュートに焼却主灰中の処理不適物を除去する装置が設けられ、この処理不適物除去装置により除去された処理不適物を排出する装置が設けられたことを特徴とする廃棄物処理設備。
【請求項２】
処理不適物除去装置が粗大物を分離するグリズリバーを有することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理設備。
【請求項３】
グリズリバーが傾斜して設けられ、分離された粗大物が前傾方向に排出されるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理設備。
【請求項４】
傾斜して設けられたグリズリバーの水平に対する角度が３０°〜７０°であることを特徴とする請求項３に記載の廃棄物処理設備。
【請求項５】
グリズリバーの水平に対する角度が可変であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の廃棄物処理設備。
【請求項６】
グリズリバーが回動可能に構成され、グリズリバーを傾斜させる動作と、略水平にする動作を繰り返すように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理設備。
【請求項７】
廃棄物焼却炉の火格子の往復動に連動させて、グリズリバーを傾斜させる動作と略水平にする動作を繰り返すように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理設備。
【請求項８】
グリズリバーの部材間の隙間が主灰シュートの最小部における内法寸法の３分の１以下であることを特徴とする請求項２〜請求項７の何れかに記載の廃棄物処理設備。
【請求項９】
グリズリバーの部材間の隙間が可変に構成されたことを特徴とする請求項２〜請求項８の何れかに記載の廃棄物処理設備。
【請求項１０】
処理不適物排出装置から排出されたものから、処理不適物に同伴してきた灰を分離する装置と、その灰を主灰シュート又は廃棄物焼却炉へ装入する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載の廃棄物処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみなどの廃棄物を焼却する炉と、その焼却炉から排出された焼却灰を高温加熱処理又は溶融する灰処理装置が一体的に連結された廃棄物処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみなどの廃棄物を焼却した際に排出される焼却灰には微量の有害成分が含まれており、この微量の有害成分が焼却灰を有効利用する際に障害になることがある。このため、焼却灰の有害成分を除去したり、有害成分を安定化させるための処理が行われている。
【０００３】
その処理方法の一つとして、焼却灰を高温加熱する処理方法がある。この処理においては、焼却灰を高温加熱してダイオキシン類などの物質を分解させ、重金属を揮発させて除去する処理が行われる。又、他の方法として、焼却灰を溶融してスラグにする処理方法がある。この処理においては、ダイオキシン類などの物質が分解されると共に、重金属が一緒に溶融されて溶融物中に閉じ込められ、不溶化される。さらに、この処理によれば、焼却灰の有効利用できる用途が広がると共に焼却灰の大幅な減容化が達成される。
【０００４】
本発明においては、焼却灰の高温加熱処理と溶融処理とを合わせて灰処理と記述する。
【０００５】
上記の方法により焼却灰の処理を行う場合、廃棄物焼却炉から焼却灰を取り出してから、その焼却灰を灰処理装置へ供給すると、廃棄物処理設備全体が大型化されること、廃棄物焼却炉から取り出されて冷却された焼却灰を再び加熱しなければならないので、熱損失が大きいこと、などの不利益がもたらされる。
【０００６】
このような問題を解消するために、近年、廃棄物焼却炉と灰処理装置を直結して一体化した廃棄物処理設備が開発されている。例えば、特許文献１においては、ストーカ式焼却炉よりなる焼却部と溶融炉よりなる溶融部が灰ホッパよりなる連結部によって連結された廃棄物処理設備が示されている。この廃棄物処理設備においては、焼却炉から排出された焼却灰が連結部である灰ホッパへ投入された後、そのまま溶融炉へ装入されている。
【特許文献１】特許第２６８１１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、都市ごみなどの廃棄物を焼却した焼却主灰中には、大型の金属類や陶磁器類などの粗大物が１０％〜２０％（重量比）程度含まれており、それらの粗大物を一緒に灰処理しようとすると、次のような問題が発生する。
【０００８】
熱容量が大きい粗大物が不定期的に装入されるので、灰処理装置の熱負荷変動が大きくなって温度変動が生じ、安定した灰処理が困難となる。
【０００９】
さらに、焼却灰には、ダイオキシン類や重金属などの有害物が含まれているが、上記の粗大物はダイオキシン類や有害重金属を殆ど含まないので、上記粗大物を一緒に灰処理すると、本来、処理しなくてもよいもの（実質的に有害物を含まないもの）をも加熱処理することになり、無駄なエネルギーが消費される。
【００１０】
又、上記粗大物が混入している焼却灰を灰処理装置へ装入すると、灰処理装置の入り口部などに詰まりが生じ、設備の安定操業を継続することができなくなる。
【００１１】
なお、以下の記述においては、都市ごみなどの廃棄物を焼却した際の焼却主灰中に含まれる大型の金属類や陶磁器類などの粗大物を処理不適物という。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、灰処理装置の負荷が減少してエネルギーが節減されると共に、安定操業を継続することができる、焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、廃棄物焼却炉と該焼却炉から排出された焼却灰を加熱処理又は溶融する灰処理装置が一体的に連結された焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備であって、前記焼却炉と前記灰処理装置が主灰シュートによって接続されると共に、前記主灰シュートに焼却主灰中の処理不適物を除去する装置が設けられ、この処理不適物除去装置により除去された処理不適物を排出する装置が設けられたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項１に記載の発明において、処理不適物除去装置が粗大物を分離するグリズリバーを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項２に記載の発明において、グリズリバーが傾斜して設けられ、分離された粗大物が前傾方向に排出されるように構成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項３に記載の発明において、傾斜して設けられたグリズリバーの水平に対する角度が３０°〜７０°であることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、グリズリバーの水平に対する角度が可変であることを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項２に記載の発明において、グリズリバーが回動可能に構成され、グリズリバーを傾斜させる動作と、水平にする動作を繰り返すように構成されたことを特徴としている。
【００１９】
請求項７に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項６に記載の発明において、廃棄物焼却炉の火格子の往復動に連動させて、グリズリバーを傾斜させる動作と水平にする動作を繰り返すように構成されたことを特徴としている。
【００２０】
請求項８に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項２〜請求項７の何れかに記載の発明において、グリズリバーの部材間の隙間が主灰シュートの最小部における内法寸法の３分の１以下であることを特徴としている。
【００２１】
請求項９に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項２〜請求項８の何れかに記載の発明において、グリズリバーの部材間の隙間が可変に構成されたことを特徴としている。
【００２２】
請求項１０に記載の発明に係る廃棄物処理設備は、請求項１〜請求項９の何れかに記載の発明において、処理不適物排出装置から排出されたものから、処理不適物に同伴してきた灰を分離する装置と、その灰を主灰シュート又は廃棄物焼却炉へ装入する搬送手段を備えたことを特徴としている。
【００２３】
なお、本発明においては、廃棄物焼却炉から排出された焼却残渣を焼却主灰又は主灰と称し、主灰から粗大な処理不適物を取り除いたものを焼却灰と称する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の廃棄物処理設備は粗大な処理不適物を分離する装置を備えているので、本来、灰処理しなくてもよい処理不適物が取り除かれた焼却灰だけを灰処理することができる。このため、灰処理装置の負荷が減少し、エネルギーが節減される。
【００２５】
又、不均一に分布する熱容量が大きい処理不適物が装入されなくなるので、処理物の温度変動が減少し、安定した灰処理が行われる。
【００２６】
又、灰処理装置の入り口部などに詰まりが生じることがなくなり、設備の安定操業を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は本発明に係る実施の形態の１例である廃棄物処理設備を示す図である。図１において、１０は火格子式の廃棄物焼却炉、２０は廃棄物焼却炉１０から排出された焼却灰を高温加熱する処理を行うロータリーキルン型の加熱炉２１を備えた灰処理装置、３０は焼却炉１０から排出される主灰の排出シュートであると共に、廃棄物焼却炉１０と灰処理装置２０を直接的に接続して一体的に結合する連結部である。
【００２８】
廃棄物焼却炉１０には、廃棄物ホッパ１２が設けられており、廃棄物１００が図示されないプッシャーにより押し出されて燃焼室１１内へ装入されるようになっている。
【００２９】
燃焼室１１の底部には、廃棄物１００を移動させながら燃焼させる火格子が設けられている。この火格子は、乾燥火格子１３ａ、燃焼火格子１３ｂ、後燃焼火格子１３ｃからなる３つの部分に区分されている。上記各火格子の下には、それぞれ風箱１４が設けられており、燃焼用空気が供給される。乾燥火格子１３ａでは、主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子１３ｂでは、廃棄物が燃焼すると共に熱分解し、可燃性ガスが発生する。可燃性ガスの一部は燃焼室１１内で燃焼するが、残りの可燃性ガスは二次燃焼室１５へ送られて燃焼処理される。燃焼火格子１３ｂで燃焼した焼却主灰は、後燃焼火格子１３ｃ上で、僅かに残った未燃分を燃焼させる処理が行われる。未燃分が燃焼した後の焼却主灰（主灰１０１）は主灰シュート３０から排出される。
【００３０】
主灰シュート３０には、後に詳述する処理不適物除去装置４０が設けられている。５０は処理不適物除去装置４０により除去された処理不適物を排出する装置である。
【００３１】
又、主灰シュート３０は、上部が主灰排出部３１、下部がシュート兼用の焼却灰ホッパ３２になっており、処理不適物が除去された焼却灰１０２は焼却灰ホッパ３２に一時貯留された後、加熱炉２１へ装入されて高温加熱処理されるようになっている。図中、２３はバーナである。
【００３２】
焼却灰ホッパ３２の下部にはプッシャー２２が設けられており、焼却炉１０から排出される量が変動する焼却灰１０２をプッシャー２２により定量的に装入することにより、加熱炉２１の負荷変動が小さくなるようになっている。この際、焼却灰ホッパ３２は、焼却灰を一時貯留しておいて、装入量が変動しないようにする役割をすると共に、主灰シュート３０を経由して加熱炉２１から焼却炉１０へガスが流れないように、その中に一時貯留されている焼却灰１０２によってシールする役割をする。
【００３３】
加熱炉２１から排出された処理灰は水槽２４へ投入されて急冷された後、排出される。上記の高温加熱処理により、ダイオキシン類などの物質が分解されると共に重金属が揮発し、焼却灰中の有害物質濃度が低減される。
【００３４】
なお、上記の説明においては、灰処理装置がロータリーキルン型の加熱炉２１を備えた装置についてのみ記述したが、本発明の焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備おいては、灰処理装置が上記ロータリーキルン型のものには限定されない。灰処理装置が灰溶融炉であっても、上記記載の廃棄物処理設備と同様に、焼却・灰処理一体型の設備にすることができる。
【００３５】
次に、処理不適物除去装置４０及びその付帯設備について説明する。処理不適物除去装置４０は主灰中の粗大物を分離して除去する方式のものであり、この実施の形態における処理不適物除去装置４０は、細長い部材、例えば、丸棒や角棒を間隔をあけて配列させた、グリズリバーと呼ばれるものを有している。グリズリバーを構成する細長い部材を縦格子材と称す。グリズリバー４１は主灰中の粗大物（処理不適物）と焼却灰を分離して分別する機能を有するものであり、主灰シュート３０の途中に、細長い部材の長手方向に傾斜させて設けられている。
【００３６】
グリズリバー４１を傾斜させておくと、焼却灰がグリズリバーの隙間から落下し、後に残った処理不適物はグリズリバー４１を滑落して排出される。この際、グリズリバー４１を傾斜させる角度が大きすぎると、焼却灰の落下が不十分になり、処理不適物と一緒に排出される焼却灰が多くなる。又、グリズリバー４１の角度が小さすぎると、処理不適物がグリズリバー４１上に滞るようになる。このため、グリズリバー４１は適度の角度に傾斜させて設けられるが、その角度は処理する主灰の性状に基づいて決める必要がある。都市ごみなどを焼却した主灰から処理不適物を除去する場合、グリズリバー４１の好ましい傾斜は、一般に、水平に対する角度αが３０°〜７０°の範囲の中から適度の角度に設定される。
【００３７】
このように、グリズリバー４１は、網目形状の篩などとは異なり、縦格子材の間に長い隙間が形成されている上に、縦格子材の長手方向に傾斜しているので、処理不適物が隙間に引っかかって目詰まりする度合いが非常に少ない。
【００３８】
グリズリバー４１が上記のように構成されているので、焼却炉１０から主灰シュート３０へ排出されてグリズリバー４１上に落下した主灰は、その縦格子材の隙間を通過するものと、通過しないものとに分別される。グリズリバー４１の隙間より小さいものはグリズリバーを通過して落下し、焼却灰ホッパ３２に一時貯留される。グリズリバー４１の隙間より大きいものはグリズリバー４１上を滑落し、処理不適物排出シュート５１を通って処理不適物貯槽５２に貯められる。なお、処理不適物貯槽５２には処理不適物排出シュート５１への外気の流入を阻止するシール機構が設けられている。
【００３９】
処理不適物貯槽５２に貯められた処理不適物は、篩装置５３で、処理不適物に付着してきた焼却灰（処理対象物）を分離する処理が施される。篩装置５３で処理不適物から分離された焼却灰は、図示されない搬送手段により、主灰シュート３０又は廃棄物焼却炉１０へ返送される。この焼却灰を分離する処理を行うことにより、ダイオキシン類や重金属などの有害物質が含まれている焼却灰が処理不適物から取り除かれる。
【００４０】
次に、グリズリバー４１に係る他の態様について説明する。図２はグリズリバーの他の態様に係る第1の例を示す図である。図２において、４１はグリズリバー、３１は主灰排出部、３２は焼却灰ホッパ、５１は処理不適物排出シュートである。グリズリバー４１は傾斜した下端が軸着されており、回動可能になっている。又、グリズリバー４１は、焼却炉１０に装入される廃棄物の性状や廃棄物処理設備の操業状態によって、水平に対する角度を適宜変えられるようになっている。
【００４１】
図３（ａ），（ｂ）はグリズリバーの他の態様に係る第２の例を示す図である。図３において、図２と同じ部分については、同一の符号を付し説明を省略する。この図に示すグリズリバー４１も回動可能に構成されているが、グリズリバー４１を傾斜させ、次いで水平にする動作を繰り返すように構成されている。（ａ）図はグリズリバーを水平にした状態を示し、（ｂ）図はグリズリバーを傾斜させた状態を示す。４２は傾斜したグリズリバーの上端が固着された軸、４３はアクチュエータ、４４は一端が軸４２に固着されると共に多端がアクチュエータ４３に連結されたリンクである。そして、アクチュエータ４３の駆動軸が往復動する度に、グリズリバー４１が水平になったり、傾斜したりするようになっている。
【００４２】
図３のグリズリバーを取り付けた廃棄物処理設備においては、焼却炉１０の火格子が前進中にはグリズリバー４１を水平にし、火格子が後退中にはグリズリバー４１を傾斜させる動作を行うように構成することが好ましい。
【００４３】
グリズリバー４１を火格子の往復動と連動させた場合の処理不適物の除去は次のように行われる。火格子が前進して主灰が排出される際にはグリズリバー４１を水平にし、焼却炉１０から排出される主灰をグリズリバー４１上に受ける。このとき、グリズリバーの隙間よりも小さい焼却灰１０２は落下し、その隙間よりも大きい処理不適物はグリズリバー４１上に載ったままになるので、焼却炉１０から排出された主灰は分別された状態になる。次いで、焼却炉１０の火格子が後退し、主灰が排出されない際には、グリズリバー４１を処理不適物排出シュート５１の方向へ傾斜させる。このとき、グリズリバー４１上に載っている処理不適物１０３は滑落して処理不適物排出シュート５１へ排出される。このようにして、主灰が排出される場合には、処理不適物と焼却灰の分離が効率的に行われる。
【００４４】
なお、グリズリバー４１を火格子の往復動と連動させた場合、火格子は１〜２分毎に往復動するが、この往復動に対するグリズリバー４１の動作は、必ずしも、火格子の前進時に水平にし、後退時に傾斜させることには限定されない。主灰に含まれる処理不適物の量は焼却炉１０へ装入される廃棄物の性状によって異なるので、例えば、火格子が複数回往復する毎に１回だけグリズリバー４１を傾斜させるようにしてもよい。
【００４５】
主灰からの処理不適物の除去に際し、ある程度の焼却灰が処理不適物に付着して排出されることは避けられないが、上記のようにして、グリズリバー４１を動作させて処理不適物の除去を行うと、グリズリバー４１を水平にした時に、処理不適物と焼却灰の分離が十分に行われるので、処理不適物に付着する焼却灰はグリズリバー４１を傾斜させたままで行った場合よりも少なくなる。
【００４６】
なお、上記のようにしてグリズリバーを傾斜させる動作と水平にする動作を繰り返す際に、グリズリバーを水平にすることに必ずしもこだわる必要はなく、グリズリバーが略水平に近い角度になるようになっていればよい。
【００４７】
図４はグリズリバーの他の態様に係る第３の例を示す図である。このグリズリバーは固定グリズリバー４１ａと可動グリズリバー４１ｂからなる２枚のグリズリバーが重ね合わされた状態になっており、可動グリズリバー４１ｂをスライドさせることにより、２枚のグリズリバー４１ａ，４１ｂにより形成される隙間の幅を変えられるように構成されている。図４において、４５は等間隔に配列された縦格子材、４６は枠フレームである。
【００４８】
（ａ）図は２枚のグリズリバー４１ａ，４１ｂの縦格子材が接する位置まで可動グリズリバー４１ｂをスライドさせた場合を示す。この状態における隙間幅ｗ0 が調整可能な最大隙間幅である。
【００４９】
（ｂ）図は２枚のグリズリバー４１ａ，４１ｂの縦格子材が等間隔に配列される位置まで可動グリズリバー４１ｂをスライドさせた場合を示す。この状態にすれば、縦格子材の隙間幅は（ａ）図の場合の１／２幅になる。そして、（ｂ）図の状態から可動グリズリバー４１ｂを、例えば、左方向に順次スライドさせて行けば、縦格子材の隙間幅ｗ2 は次第に狭まって０に近づき、ｗ1 は（ａ）図の隙間幅ｗ0 の値に近づく。
【００５０】
従って、このグリズリバーにおいて、処理不適物を除去するための隙間幅は、（ａ）図の隙間幅ｗ0 から（ｂ）図の隙間幅ｗ1 （可動グリズリバー４１ｂを左にスライドの時）の間の任意の幅に設定することができる。可動グリズリバー４１ｂをスライドさせると、幅が異なる２つの隙間ができるが、そのうちの大きな隙間が処理不適物よりも小さければ、その状態のグリズリバーは処理不適物が通過しないので、それを除去するすることができるためである。例えば、（ａ）図の状態の隙間幅ｗ0 が２００ｍｍになるように製作したグリズリバーにおいては、隙間幅の最大値は２００ｍｍで、調整可能な最小値は１００ｍｍ（最大値の１／２）である。又、（ａ）図の状態の隙間幅ｗ0 が１００ｍｍになるように製作したグリズリバーにおいては、隙間幅の最大値は１００ｍｍで、調整可能な最小値は５０ｍｍ（最大値の１／２）である。
【００５１】
図１〜図４のグリズリバーにおいて、グリズリバーの隙間幅は、少なくとも、グリズリバー配置箇所よりも下流側の主灰シュートの最小部における内法寸法の３分の１以下であることを要する。グリズリバーの隙間幅が上記寸法よりも広いと、グリズリバーを通過した粗大物が主灰シュートから加熱炉へ焼却灰を装入する箇所で詰まることが起りやすい。
【００５２】
しかし、グリズリバーの隙間幅を狭くしすぎると、処理不適物と焼却灰の分離効率が悪くなると言う問題が発生する。このため、主灰の性状に応じてグリズリバーの隙間幅を決める必要があるが、都市ごみなどの一般廃棄物の焼却・灰処理一体型の廃棄物処理設備においては、焼却炉から排出される主灰の性状からみて、グリズリバーの隙間幅は５０〜２００ｍｍの範囲の中の値に設定するのが適当である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る実施の形態の１例である廃棄物処理設備を示す図である。
【図２】本発明に係るグリズリバーの他の態様に係る第1の例を示す図である。
【図３】本発明に係るグリズリバーの他の態様に係る第２の例を示す図である。
【図４】本発明に係るグリズリバーの他の態様に係る第３の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  火格子式の廃棄物焼却炉
１１  燃焼室
１２  廃棄物ホッパ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  火格子
２０  灰処理装置
２１  加熱炉
２２  プッシャー
３０  主灰シュート
３１  主灰排出部
３２  焼却灰ホッパ
４０  処理不適物除去装置
４１  グリズリバー
４１ａ  固定グリズリバー
４１ｂ  可動グリズリバー
４３  アクチュエータ
４５  縦格子材
５０  処理不適物を排出する装置
５１  処理不適物排出シュート
５２  処理不適物貯槽
５３  篩装置
１００  廃棄物
１０１  主灰
１０２  焼却灰
１０３  処理不適物
【図１】
2005233563.tif 000003
【図２】
2005233563.tif 000004
【図３】
2005233563.tif 000005
【図４】
2005233563.tif 000006