(57)【要約】【課題】  廃棄物装入時の炉内温度の低下を抑制して燃焼効率を高めるとともに、高温溶融処理時に生成する還元ガス、特に水素ガスをダイオキシン等の有害ガスの生成を抑制しつつ高効率で分別回収できる廃棄物の処理方法を提供することにある。【解決手段】  水分の油分に対する含有割合を15倍以下とする廃棄物を還元ガス化溶融炉１内に装入し、還元雰囲気下で1500℃以上の高温で溶融させ、カーボンソリューション反応の反応速度を高めて高温の還元ガスを、瞬時に生成させ、かつダイオキシンの生成を抑制するため850℃以上の高温のまま高効率で回収することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分の油分に対する含有割合を15倍以下とする廃棄物を還元ガス化溶融炉内に装入し、還元雰囲気下で1500℃以上の高温で溶融させ、カーボンソリューション反応の反応速度を高めて高温の還元ガスを、瞬時に生成させ、かつダイオキシンの生成を抑制するため850℃以上の高温のまま高効率で回収することを特徴とする廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記還元ガスから水素ガスを分別回収し、水素燃料電池などの原料として利用する請求項１記載の廃棄物の処理方法。
【請求項３】
高温溶融させた還元雰囲気中に水分含有エアーを吹き込んで水素ガスの生成量を高める請求項１、２又は３記載の廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃棄物の処理方法に関し、より詳細には、例えば廃油、廃含水油、廃水、廃薬液、廃有機物等を含有する廃棄物の装入時の炉内温度の低下を抑制して燃焼効率を高めるとともに、高温溶融処理時に生成する還元ガス、特に水素ガスをダイオキシン等の有害ガスの生成を抑制しつつ高効率で分別回収できる廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融処理する縦型の溶融炉は、例えば特許文献1に記載されている。
【０００３】
特許文献1に記載された従来の溶融炉100は、図２に示すように、廃棄物を高温溶融処理したときに生成するガスを炉頂側に位置するガス上昇管101を通じて回収される。
【０００４】
溶融炉100内で生成したガスは、生成時には通常1600〜2000℃の高温を有するものの、図２の構成の場合には、生成ガスが炉頂に向かって炉内を上昇する間に温度低下が生じ、ガス上昇管に到達したときには温度が200℃まで低下する結果、生成ガスの一部が酸素と結合してダイオキシンが生成しやすくなるという問題があった。
【０００５】
また、生ごみ等を含む廃棄物は、通常、水分を多く含有する高含水廃棄物であり、かかる高含水廃棄物を処理するため溶融炉100内に装入する際に、炉内の温度が一時的に急激に低下して（例えば、廃棄物中の水分含有量が80％で温度低下率は14％程度、廃棄物中の水分含有量が50％で温度低下率は８％程度低下して）、炉内温度の不均一化が生じる傾向があり、かかる傾向は、燃焼効率の低下をもたらす他、廃棄物の処理時間の増加や、コークス等の燃料装入量の増加に伴う燃料コストの上昇を招くという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、例えば、廃油、廃含水油、廃水、廃薬液、廃有機物等を含有する廃棄物中の水分と油分の含有割合を適正に調整することによって、廃棄物装入時の炉内温度の低下を抑制して燃焼効率を高めるとともに、高温溶融処理時に生成する還元ガス、特に水素ガスをダイオキシン等の有害ガスの生成を抑制しつつ高効率で分別回収できる廃棄物の処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、この発明に従う廃棄物の処理方法は、水分の油分に対する含有割合を15倍以下とする廃棄物を還元ガス化溶融炉内に装入し、還元雰囲気下で1500℃以上の高温で溶融させ、カーボンソリューション反応の反応速度を高めて高温の還元ガスを、瞬時に生成させ、かつダイオキシンの生成を抑制するため850℃以上の高温のまま高効率で回収することにある。
【０００９】
また、前記還元ガスから水素ガスを分別回収し、水素燃料電池などの原料として利用することが好ましく、加えて、高温溶融させた還元雰囲気中に水分含有エアーを吹き込んで水素ガスの生成量を高めることがより好適である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、例えば、廃油、廃含水油、廃水、廃薬液、廃有機物等を含有する廃棄物中の水分と油分の含有割合を適正に調整することによって、廃棄物装入時の炉内温度の低下を抑制して燃焼効率を高めるとともに、高温溶融処理時に生成する還元ガス、特に水素ガスをダイオキシン等の有害ガスの生成を抑制しつつ高効率で分別回収できる廃棄物の処理方法を提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明に従う実施形態の一例について説明する。
図１に、この発明の廃棄物の処理方法を実施するための代表的な還元ガス化溶融炉の主要部の概略を示す。
【００１２】
図１に示す還元ガス化溶融炉１は、コークスベッド式還元ガス化溶融炉であり、炉内で生成する還元ガスを高温で回収するため、ガス回収管２を、炉の側壁部、例えばシャフト３の下部に配設したものであり、この構成を採用することによって、後述するように、廃棄物を高温溶融させて生成した高温の還元ガスを850℃以上の高温のままガス回収管２を通じて回収することができる。
【００１３】
本発明の廃棄物処理方法は、まず、廃棄物を溶融炉内に装入するに先立って、廃棄物中の水分の油分に対する含有割合を15倍以下に調整する。尚、廃棄物中の水分と油分の測定は、例えば、廃棄物が廃油と廃水からなる場合には、これらの装入時に流量計または重量計によって行なうことができる。
【００１４】
廃棄物中の水分は、高温雰囲気中の溶融炉内に装入されると蒸発するが、水が水蒸気として蒸発する反応は吸熱反応であり、熱量として540kcal/gが必要となり、これによって、溶融炉内の雰囲気温度が急激に低下する。
【００１５】
一方、廃油として廃棄物中に含まれる油分は、溶融炉内で燃焼させると発熱反応となり、熱量として8300kcal/gを生じる。
【００１６】
このため、本発明では、廃棄物中の水分の油分に対する含有割合を15倍以下に調整した上で、溶融炉内へ装入すれば、廃棄物中の油分が燃焼する際に生成する発熱量が、廃棄物中の水分が蒸発する際の吸熱反応に必要な熱量と同等以上となり、廃棄物装入時の溶融炉内の温度低下が抑制されて炉内の温度分布の均一化を維持できる結果、燃焼効率の向上の他、廃棄物の処理時間の短縮や、コークス等の燃料装入量の減少に伴う燃料コストの削減を達成できる。
【００１７】
ここで、廃棄物中の水分の油分に対する含有割合を15倍以下としたのは、15倍超えだと、廃棄物中の油分が燃焼する際に生成する発熱量が、廃棄物中の水分が蒸発する際の吸熱反応に必要な熱量よりも少なくなって、廃棄物装入時の溶融炉内の温度低下を十分に抑制できなくなるからである。
【００１８】
次いで、低含水廃棄物を溶融炉内に装入し、還元雰囲気下で1500℃以上の高温で溶融させ、カーボンソリューション反応の反応速度を高めて高温の還元ガスを瞬時に生成させる。
【００１９】
すなわち、カーボンソリューション反応は、700℃以上で生じるが、700℃の反応速度を１とするとき、900℃では700℃の場合の20倍の反応速度となり、特に、1500℃以上では極端に大きな反応速度となって瞬時にカーボンソリューション反応によって還元ガスが生成することから、本発明では、還元ガスを高効率で回収することを主な目的としていることから、還元雰囲気下で1500℃以上、好ましくは1500〜2300℃の範囲の高温で溶融させることとする。
【００２０】
また、生成した還元ガスは、例えば、特開平７−112111号公報、特開2001−120969号公報、特開2001−276557号公報及び特開2001−311084号公報に記載された公知の方法を用いて、水素ガスだけを分別回収し、回収した水素ガスは、例えば水素燃料電池などの原料として利用することができる。
【００２１】
さらに、高温溶融させた還元雰囲気中の溶融炉内に、必要に応じて、水分含有エアーを吹き込めば、生成する還元ガスの生成量が増加し、引いては、水素ガスの生成量を高めることができる点で好ましい。
【００２２】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例１】
【００２３】
次に、図1に示すコークスベッド式還元ガス化溶融炉を用いて、この発明に従う廃棄物の処理方法を実施したので以下で説明する。
水分の油分に対する含有割合を10倍とする廃棄物を還元ガス化溶融炉内に装入して還元雰囲気下で1600℃で高温溶融処理を行ない、カーボンソリューション反応の反応速度を高めて高温の還元ガスであるＨ２ガスとＣＯガスを、瞬時に生成させ、かつダイオキシンの生成を抑制するため900〜1200℃の高温のまま、高効率（還元ガス中に含まれるＨ２ガスの割合で20.76％）で回収することができた。廃棄物装入時の炉内温度は、装入前の炉内温度（1600℃）とほぼ変化がなかった。また、このとき、回収したガス中に含まれるダイオキシン濃度は0.002(ng・TEQ/Nm３)であった。
【００２４】
比較のため、図２に示すような従来のコークスベッド式還元ガス化溶融炉を用い、廃棄物中の水分と油分との含有割合を調整することなく、そのまま廃棄物を溶融炉内に装入して高温溶融処理を行なったが、廃棄物装入時の炉内温度は、1600℃から1370℃に急激に低下した。さらに、炉内で生成した還元ガスは、生成時には700〜800℃と高温であったものの、炉頂にあるガス上昇管で回収した時のガス温度は98〜220℃と低く、しかも、還元ガスであるＨ２ガスとＣＯガスの回収効率は、低効率（還元ガス中に含まれるＨ２ガスの割合で10.56％）であった。また、このとき、回収したガス中に含まれるダイオキシン濃度は0.42(ng・TEQ/Nm３)であった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に従う廃棄物の処理システムを実施するのに用いたコークスベッド式還元ガス化溶融炉の主要部の概略正面図である。
【図２】従来のコークスベッド式還元ガス化溶融炉の概略正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  溶融炉
２  ガス回収管
３  シャフト
【図１】
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【図２】
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