(57)【要約】【課題】  冷却装置を簡素化または省略すること。【解決手段】  廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣ａを冷却し、この冷却された熱分解残渣ａに流動媒体を混合してなる混合層に空気を噴出し、流動層を形成して熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、空気に加えて流動層に不活性ガスを噴出し（３７）、流動層の上方から空気と不活性ガスの混合気体を吸引（３５）して除塵（７）、熱交換（３６）した後、再び流動層中に噴出することにより、流動層における熱分解残渣の酸化を抑制し、前段の冷却装置を簡素化または省略することができる。【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残渣を冷却し、該冷却された熱分解残渣に流動媒体を混合してなる混合層に空気を噴出し、流動層を形成して前記熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、前記空気に加えて前記流動層に不活性ガスを噴出することを特徴とする熱分解残渣の流動分別方法。
【請求項２】
前記流動層の温度を検知して、該検出温度に基づいて前記不活性ガスの供給量を調整することを特徴とする請求項１に記載の熱分解残渣の流動分別方法。
【請求項３】
前記流動層の上方から前記空気と前記不活性ガスの混合気体を吸引して除塵した後、再び前記流動層中に噴出することを特徴とする請求項１または２に記載の熱分解残渣の流動分別方法。
【請求項４】
前記混合気体を冷却して前記流動層中に噴出することを特徴とする請求項３に記載の熱分解残渣の流動分別方法。
【請求項５】
廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣に流動媒体を混合してなる混合層に空気を噴出して流動層を形成し、前記熱分解残渣を重量分別する分別塔と、該分別塔の頂部から抜き出した空気を底部に供給する押込送風機を有する循環ラインと、前記押込送風機の上流側に設けられ、前記分別塔から抜き出した気体を除塵する除塵装置と、前記循環ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えてなる熱分解残渣の流動分別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物などを熱分解して生成される熱分解残渣の流動分別方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ゴミなどの一般廃棄物や廃プラスチックなどの可燃物を含む産業廃棄物（以下、単に廃棄物という。）を処理する技術として、廃棄物を熱分解反応器に導いて、低酸素雰囲気で加熱して熱分解し、その熱分解により生成される熱分解ガスを、熱分解残渣に含まれる燃焼性成分や灰分とともに燃焼処理する方法が知られている。ところが、このような熱分解残渣中には、熱分解カーボンなどの可燃物に加え、鉄やアルミニウムなどの金属やガレキなどの不燃物が含まれている。そのため、まず、熱分解残渣を篩にかけて可燃物の粉粒体などを分別し、さらにガレキなどの不燃物と比較的大きな熱分解カーボンなどに分別した上で、この熱分解カーボンを微粉砕して燃焼処理するようにしている。しかし、このような篩を用いて分別する場合、不燃物に付着する熱分解カーボンなどの粉粒体は、分別が困難であるため、可燃物を十分に回収できない。
【０００３】
そこで、熱分解反応器から排出された熱分解残渣を、例えば、約８０℃に冷却した後、流動媒体とともに分別塔内に導入して流動層を形成し、粉粒体の熱分解カーボンを流動層の上方に浮遊させて頂部から排出させると共に、比較的重量の大きい熱分解残渣と流動媒体を重力で下方に導いて抜き出し、これを篩などにかけて、熱分解カーボンと不燃物とを分別する方法が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、流動層に導入された熱分解残渣は、下方から導入された空気により流動化され、粉粒体が吹き飛ばされて分別されるようになっている。
【０００４】
また、流動層により熱分解残渣を分別する他の方法として、傾斜した多孔板の上に熱分解残渣と流動媒体とを供給し、多孔板の隙間から空気を噴出させることにより流動層を形成し分別する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８２９１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した流動層分別方法によれば、熱分解反応器から排出された熱分解残渣は高温のため、予め冷却装置を通じて設定温度まで十分に冷却してから分別塔内に供給する必要がある。そのため、冷却処理に多くの時間を要し、かつ、冷却装置が大型化、複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、冷却装置を簡素化または省略することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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残渣を冷却し、冷却された熱分解残渣に流動媒体を混合してなる混合層に空気を噴出し、流動層を形成して熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、空気に加えて流動層に不活性ガスを噴出することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、流動ガスの酸素濃度が低減されるため、流動層において熱分解残渣の酸化が抑制される。すなわち、流動ガスによる熱分解残渣の冷却効果が向上するから、前段の冷却装置を簡素化または省略できる。
【００１０】
この場合において、流動層の温度を検知して、その検出温度に基づいて不活性ガスの供給量を調整することが好ましい。すなわち、流動層の検出温度に対し、不活性ガスの酸化抑制効果を発揮する必要量を予め設定しておくことにより、不活性ガスの供給過剰が抑制されるから経済的である。
【００１１】
また、流動層の上方から、空気と不活性ガスの混合気体となる流動ガスを吸引して除塵した後、再び流動層中に噴出させることが好ましい。このように、流動層内に吹き込まれた空気と不活性ガスを吸引し、循環利用することにより、常時不活性ガスを供給する必要がなくなり、かつ設備を簡素化できる。また、上記の混合気体は、流動層を通過する過程で熱分解残渣から熱を回収するため、流動層に戻す前に適宜冷却することが望ましい。
【００１２】
本発明の熱分解残渣の分別装置は、廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣に流動媒体を混合してなる混合層に空気を噴出して流動層を形成し、熱分解残渣を重量分別する分別塔と、この分別塔の頂部から抜き出した空気を底部に供給する押込送風機を有する循環ラインと、押込送風機の上流側に設けられ、分別塔から抜き出した気体を除塵する除塵装置と、循環ラインに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えることにより実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却装置を簡素化または省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る熱分解残渣の分別塔およびその周辺装置の一実施形態の構成図を示し、図２は、図１の分別塔を含む廃棄物処理プラントの一実施形態の全体構成図を示している。
【００１５】
図２に示すように、所定サイズに粉砕された処理対象の廃棄物は、熱分解反応器１に投入される。この熱分解反応器１は、例えば横型回転ドラムが用いられ、シール機構により内部は低酸素雰囲気に保持されるとともに、後述する燃焼溶融炉４の後流側に配置された空気加熱器から高温の加熱空気が加熱ライン２９を通じて供給される。熱分解反応器１で熱分解された廃棄物の熱分解ガスＧ１と熱分解残渣ａは、排出装置２により分離され、熱分解ガスＧ１はガスライン３を通って燃焼溶融炉４に導かれる。一方、熱分解残渣ａは、燃焼溶融炉４から高温（例えば、約４５０℃）の状態で排出されるため、冷却器５により冷却（例えば、約８０℃以下）された後、分別塔６に導かれる。分別塔６においては、粉粒体の熱分解カーボンｂが装置内を浮遊して上方から排出される一方、不燃物を含み分離残渣の比較的重量の大きい熱分解残渣ｃは、流動媒体とともに重力で下方から抜き出され、熱分解カーボンと不燃物に分別される。なお、ここで分別された熱分解カーボンは、燃焼溶融炉４に供給される。
【００１６】
分別塔６の上方から排出された熱分解カーボンｂは、捕集装置７を経て、カーボンホッパ９に一時的に貯蔵され、搬送ライン１０により燃焼溶融炉４のバーナ１１に供給される。送風機１２により送風ライン１３から供給された燃焼用空気、熱分解ガスＧ１及び熱分解カーボンｂは、燃焼溶融炉４内において、高温域（例えば、約１３００℃）で燃焼して溶融し、底部の排出口から溶融スラグｄとして水槽１５中に排出される。
【００１７】
燃焼溶融炉４から排出された燃焼排ガスは、排ガスライン１６を通って廃熱ボイラ１７により熱回収され、続いて集塵装置１８により飛灰が回収される。飛灰が除去された燃焼排ガスは、脱塩剤１９が添加され、ガス浄化装置２０において脱塩処理が行われる。これにより燃焼排ガスは、低温の清浄ガスＧ２となり、誘引送風機２１を経て煙突２２から大気へ放出される。なお、脱塩処理において発生した脱塩残渣ｅは、脱塩残渣処理装置２３に回収されて処理される。また、ガス浄化装置２０では、脱塩処理と同時に脱硫処理などを行うこともできる。
【００１８】
排ガスＧ２の一部は、送風機２５により循環ライン２４を介して冷却器５に供給される。集塵装置１８で補集された飛灰２６は、再処理ライン２７により燃焼溶融炉４へ戻され、溶融してスラグ内に混入される。また、廃熱ボイラ１７で発生した蒸気は、発電機２８の蒸気タービンに送られて発電をする。
【００１９】
ここで、上述した分別塔６とその周辺構成について、図１を用いて詳細に説明する。分別塔６は、箱型の容器内に傾斜多孔板が設けられ、この傾斜多孔板に形成される複数のガス噴出口から流動化ガスが噴出するようになっている。傾斜多孔板の上方側壁には、熱分解残渣を供給する熱分解残渣供給口４２が形成され、傾斜多孔板を下方に延長した容器側壁には、分別残渣を排出する排出口４３が形成されている。分別塔６の頂部には、熱分解カーボンを同伴した流動化ガスが排出されるガス排出口４４が形成されている。
【００２０】
分別塔６の排出口４３には、スクリューコンベア３０がシュートを介して接続され、分別塔６により分別された比較的重量の大きい分別残渣と流動媒体が抜き出される。スクリューコンベア３０の後段には、第１の篩３１が設置され、ここにおいて分別された所定粒径以上の分別残渣が、例えば、磁選機により磁力選別され、また、アルミ選別機によりアルミニウムが選別される。第１の篩３１の後段には、第２の篩３２が設置され、さらに細かい粒径選別により流動媒体が分別される。第２の篩３２で分別された流動媒体は、後段の搬送コンベア３３により再び分別塔６に戻されるようになっている。
【００２１】
次に、分別塔６における流動化ガスの供給・排出システムについて説明する。まず、分別塔６の底部には、流動化ガスが供給されるガス供給口４５が設けられ、このガス供給口４５にガス供給ライン３４が接続されている。ガス供給ライン３４には、上流側から、押込送風機３５、熱交換器３６が順次付設され、さらに熱交換器３６とガス供給口４５との間には、窒素ガスを供給する窒素供給ライン３７が接続されている。一方、分別塔６のガス排出口４４には、ガス排出ライン３８が接続されている。ガス排出ライン３８には、捕集装置７が付設されている。そして、ガス供給ライン３４における押込送風機３５の上流側とガス排出ライン３８における捕集装置７の下流側は、それぞれ循環ライン４１により接続されている。なお、ガス排出ライン３８における循環ライン４１の分岐点より下流側と、循環ライン４１と、ガス供給ライン３４における循環ライン４１の分岐点より上流側との３箇所には、必要に応じてバランス調整用バルブが付設されている。
【００２２】
このように構成される分別塔６の動作を説明する。分別塔６は、予め、容器内に珪砂などの流動媒体が導入され、ガス供給口４５から供給された流動化ガスが傾斜多孔板上のガス噴出口から噴出されることにより、流動媒体が流動化される。そして、熱分解反応器１から排出された熱分解残渣ａは、分別塔６に導入され、流動媒体の撹拌作用により流動層が形成される。
【００２３】
ところで、熱分解反応器１から排出された熱分解残渣ａは、冷却器５を通じて、設定温度（例えば、８０℃以下）まで十分に冷却されてから分別塔６に供給される必要がある。そのため、冷却処理に多くの時間を要し、さらには冷却設備が大型化、複雑化するという問題がある。また、熱分解残渣が流動層の撹拌により空気中の酸素と接触することにより、例えば、金属類などの酸化が促進されることが懸念される。
【００２４】
そこで、本実施形態では、流動層における熱分解残渣の酸化を抑制して冷却機能を向上させることにより、冷却器５の簡素化を実現すべく、流動化ガスの供給手段として、ガス供給ライン３４から供給される空気中に窒素供給ライン３７から供給される窒素を混合し、窒素で希釈された空気を分別塔６に供給するようにしている。すなわち、分別塔６に供給される流動化ガスが窒素で希釈された分、酸素濃度が低くなるため、熱分解残渣の酸化が抑制され、流動分別塔内での冷却機能を向上させることができる。これにより、前段の冷却器５を簡素化、または省略することができる。
【００２５】
この場合において、流動層の温度を検知して、その検出温度に基づいて窒素の供給量を調整するようにしてもよい。例えば、予め、流動層の温度と窒素供給量の関係を決めておき、検出温度に応じて窒素供給ライン３７に付設した流量調整弁の開度を調整するように制御すれば、窒素供給が安定化され、過剰供給を抑制できるから、経済的である。
【００２６】
また、本実施形態においては、ガス排出ライン３８とガス供給ライン３４が循環ライン４１で連通しているため、熱分解カーボンを同伴した混合ガスが分別塔６から排出されると、捕集装置７により熱分解カーボンが捕集され、次いで循環ライン４１を通ってガス供給ライン３４の押込送風機３５に導かれる。そして、押込送風機３５から吐出された混合ガスは、熱交換器３６により所定温度に冷却された後、窒素が導入されて分別塔６内に供給される。すなわち、分別塔６に対し、ガス排出ライン３８、循環ライン４１、ガス供給ライン３４を連通させて、空気と窒素を循環させることにより、ガス供給系とガス排出系の設備が一部共通化され、さらには、窒素が再利用されるため、経済的である。ちなみに、本実施形態では、上記ラインを連通させることにより、例えば、ガス排出ライン３８において誘引送風機を省略または小型化することができる。また、上記混合ガスは、流動層において熱分解残渣から熱を回収するとともに、押込送風機３５により昇圧され、温度が上昇する傾向にあるため、熱交換器３６を通じて冷却することが好ましい。なお、混合ガスをより低温に冷却することにより、分別塔６における冷却機能は向上し、冷却器５の簡素化が容易になる。
【００２７】
また、本実施形態においては、窒素の供給手段として、窒素供給ライン３７をガス供給ライン３４に接続し、窒素と空気を混合した状態で供給する方法を説明したが、これに限定されず、例えば、空気と窒素の供給ラインを別々に配設し、各々のラインから直接分別塔６に供給するようにしてもよい。なお、本実施形態では、空気中に添加する気体として窒素を用いたが、他の不活性ガスを適用できることは言うまでもない。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、熱分解残渣を流動化して分別する際に、空気に不活性ガスを混合し、熱分解残渣に対して不活性機能を有する流動化ガスを用いた簡単な構成により、熱分解残渣の酸化抑制によって流動分別塔内での冷却機能を向上させるとともに、前段の冷却器５を簡素化または省略することができる。さらに、本実施形態によれば、不活性ガスによる酸化抑制効果が発揮されることにより、熱分解残渣中の金属類の酸化が抑制され、良質の回収物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態の熱分解残渣の分別塔の構成図である。
【図２】図１の分別塔を含む廃棄物処理プラントの一実施形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  熱分解反応器
４  燃焼溶融炉
５  冷却器
６  分別塔
３４  ガス供給ライン
３６  熱交換器
３７  窒素供給ライン
３８  ガス排出ライン
４１  循環ライン
ａ，ｃ  熱分解残渣
【図１】
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【図２】
2005254041.tif 000004