(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉と、該廃棄物焼却炉で発生する排ガス及び固定炭素が導かれる配管が接続され、石灰石を仮焼する仮焼炉と、該仮焼炉で発生する排ガスが導かれる配管が接続され、前記石灰石を予熱する少なくとも２段式のサイクロン式原料予熱器と、該サイクロン式原料予熱器からの排ガスが導かれる配管が接続された廃熱ボイラーとを有する石灰焼成炉の利用方法であって、前記廃棄物焼却炉で発生する排ガス及び固定炭素を前記仮焼炉で燃焼させ、その燃焼熱により、前記仮焼炉に供給される石灰石を仮焼するとともに、該仮焼した石灰石を少なくとも第１のサイクロン式原料予熱器にて捕集し、該第１のサイクロン式原料予熱器の排ガスの熱により、少なくとも第２のサイクロン式原料予熱器で石灰石を予熱して前記仮焼炉に供給し、前記廃熱ボイラーにて、前記サイクロン式原料予熱器の排ガスから熱回収を行うことを特徴とする石灰焼成炉の利用方法。
【請求項２】
前記石灰石は、セメント原料の一部であることを特徴とする請求項１記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項３】
前記廃棄物焼却炉は、ガス化炉であることを特徴とする請求項１または２記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項４】
前記仮焼炉は、旋回式であることを特徴とする請求項１または２記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項５】
前記仮焼炉は、竪型であることを特徴とする請求項４記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項６】
前記仮焼炉は、噴流式であることを特徴とする請求項１または２記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項７】
前記仮焼炉は、流動式であることを特徴とする請求項１または２記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項８】
前記サイクロン式原料予熱器の段数を変化させることにより、前記廃熱ボイラーでの熱回収率を調整可能としたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項９】
前記石灰石の供給量を制御することにより、前記廃熱ボイラーでの熱回収率を安定化させることを特徴とする請求項８記載の石灰焼成炉の利用方法。
【請求項１０】
前記サイクロン式原料予熱器によって、排ガスの脱硫、脱塩素を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の石灰焼成炉の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石灰焼成炉に関し、特に、都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物等現在焼却処分されている廃棄物、廃プラスチック類等現在焼却が困難なため埋立処分されている廃棄物、廃プラスチック類等既に埋立処分された廃棄物を燃焼させるための石灰焼成炉及びダイオキシンや有機塩素を含む焼却灰またはこれらに汚染された汚染土壌を熱処理により無害化させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物等の廃棄物を処理するにあたって種々の廃棄物焼却装置が使用されている。
【０００３】
例えば、第１の従来例として、図４に示すような流動層式ガス化溶融炉を備えた廃棄物焼却装置が使用されている。
【０００４】
この廃棄物焼却装置１は、ガス化炉２と、旋回溶融炉３と、スラグコンベヤ４と、廃熱ボイラー５と、バグフィルター８等で構成され、以下に示す手順で廃棄物としての都市ごみが処理される。
【０００５】
まず、図示しないごみピットからクレーン等を介してガス化炉２に供給された都市ごみＷの可燃分すなわち有機物はガス化炉２内の流動層でガス化され、ガス化されないものは固定炭素（チャー）Ｃとなる。ここで、ガス化に要する熱は、一部の有機物が燃焼することによって供給されるため、燃焼した有機物は灰となるが、大部分はガスＧ１と固定炭素Ｃとなる。
【０００６】
そして、ガスＧ１と固定炭素Ｃとは、混合された状態で旋回溶融炉３の横型旋回式溶融炉３ａで１３００℃程度の高温下で燃焼し、無機物も酸化されて灰となり溶融する。旋回溶融炉３から排出された溶融灰分Ａは、スラグコンベヤ４内の水中に落下して急冷され、スラグＳとなる。尚、ガス化炉２、廃熱ボイラー５、節炭器７から排出された不燃物Ｎは、系外で処理される。
【０００７】
一方、燃焼ガスＧ１は廃熱ボイラー５に供給され、その保有する熱がスチームＳＴとして回収され、スチームＳＴは蒸気タービン６に供給されて発電に利用される。節炭器７より排出された排ガスＧ２には塩素が塩化水素の形で含まれるとともに、重金属が微粉末状となって浮遊している。そこで、バグフィルター８の入り口で消石灰ＣＨを噴霧し、ダストをバグフィルター８で捕集する。飛灰Ｆが除去された排ガスＧ３は、誘引送風機９及び煙突１０を介して大気へ放出される。
【０００８】
尚、スラグＳは、路盤材として使用するように計画されているが、重金属の溶出基準を満足できないため、実際は埋立処分されている。また、バグフィルター８で捕集された飛灰Ｆには重金属が溶出するため、セメント固化等で溶出防止策をとった後、埋立処分している。
【０００９】
次に、第２の従来例として、回転ドラム式ガス化溶融炉を備えた廃棄物焼却装置について、図５を参照しながら説明する。
【００１０】
この廃棄物焼却装置３１は、回転ドラム３２と、高温燃焼溶融炉３３と、高温空気加熱器３４と、スラグコンベヤ４と、廃熱ボイラー５と、バグフィルター８等で構成され、以下に示す手順で廃棄物としての都市ごみが処理される。
【００１１】
まず、図示しないごみピットからクレーン等を介して回転ドラム３２に供給された都市ごみＷは、回転ドラム３２内でガス化され、ガス化されない固定炭素Ｃは、鉄・アルミを分離した後高温燃焼溶融炉３３に導入される。
【００１２】
高温燃焼溶融炉３３において、燃焼ガスＧ１と固定炭素Ｃとは、１３００℃程度の高温下で燃焼し、その際に発生する熱で灰分Ａ１が溶融する。高温燃焼溶融炉３３から排出された溶融灰分Ａ２は、スラグコンベヤ４内の水中に落下して急冷され、スラグＳとなる。尚、廃熱ボイラー５及び節炭器７から排出されたダストは高温燃焼溶融炉３３に戻される。
【００１３】
回転ドラム３２内における都市ゴミＷのガス化に要する熱は、高温空気加熱器３４に設置された熱交換器により配管３６を循環する空気に与えられ、回転ドラム３２で廃棄物に熱が与えられる。熱を与えて温度の下がった空気は、誘引送風機３５によって昇圧され、配管３７を通って再び高温空気加熱器３４に設置された熱交換器に戻る。
【００１４】
一方、燃焼ガスＧ１は、高温空気加熱器３４で熱分解用の空気を加熱した後廃熱ボイラー５に供給され、その保有する熱がスチームＳＴとして回収され、スチームＳＴは蒸気タービン６に供給されて発電に利用される。一方、節炭器７より排出された排ガスＧ２には塩素が塩化水素の形で含まれるとともに、重金属が微粉末状となって浮遊している。そこで、バグフィルター８の入り口で消石灰ＣＨを噴霧し、ダストをバグフィルター８で捕集する。飛灰Ｆが除去された排ガスＧ３は、誘引送風機９及び煙突１０を介して大気へ放出される。
【００１５】
尚、スラグＳは、路盤材として使用するように計画されているが、重金属の溶出基準を満足できないため、実際は埋立処分されている。また、バグフィルター８で捕集された飛灰Ｆには重金属が溶出するため、セメント固化等で溶出防止策をとった後、埋立処分している。
【００１６】
次に、第３の従来例として、ストーカー式焼却炉を備えた廃棄物焼却装置について、図６を参照しながら説明する。
【００１７】
この廃棄物焼却装置４１は、ストーカー４２と、電気炉４３と、空冷式スラグコンベヤ４４と、廃熱ボイラー５と、バグフィルター８（８Ａ、８Ｂ）等で構成され、以下に示す手順で廃棄物としての都市ごみが処理される。
【００１８】
まず、図示しないごみピットからクレーン等を介してストーカー４２に供給された都市ごみＷは、ストーカー４２で焼却され、その際に発生した熱は廃熱ボイラー５にて回収される。しかし、燃焼ガスＧ１に含まれる塩素のため廃熱ボイラー５の水管が腐食することから、焼却温度を高くすることができず、熱効率は低くならざるを得ない。また、発熱量の高い廃プラスチックは焼却することができず「燃やせないごみ」として埋立処分されている。
【００１９】
一方、節炭器７より排出された排ガスＧ２には塩素が塩化水素の形で含まれるとともに、重金属が微粉末状となって浮遊している。そこで、バグフィルター８Ａの入り口で消石灰ＣＨを噴霧し、ダストをバグフィルター８Ａで捕集する。飛灰Ｆ１が除去された排ガスＧ３は、誘引送風機９Ａ及び煙突１０を介して大気へ放出される。
【００２０】
ストーカー４２の灰Ａ１は電気炉４３で溶融され、電気炉４３から排出された溶融灰分Ａ２は、空冷式スラグコンベヤ４４によって冷却されてスラグＳとなる。電気炉４３からの排ガスＧ４は、バグフィルター８Ｂでダストが捕集された後、誘引送風機９Ｂ及び煙突１０を介して大気へ放出される。
【００２１】
尚、スラグＳは、路盤材として使用するように計画されているが、重金属の溶出基準を満足できないため、実際は埋立処分されている。また、バグフィルター８Ａ、８Ｂで捕集された飛灰Ｆ１、Ｆ２には重金属が溶出するため、セメント固化等で溶出防止策をとった後、埋立処分している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の廃棄物焼却装置において、都市ごみ焼却炉では、廃熱ボイラーにより熱回収されているが、塩素による廃熱ボイラーの水管の腐食のため燃焼温度を高くすることができず、都市ごみを８００℃程度の低温で燃焼せざるを得ないため熱回収率が悪く、ダイオキシンが発生するおそれがあるという問題があった。
【００２３】
また、都市ごみ焼却炉で廃プラスチックを焼却すると、燃焼によって発生した塩素によって炉壁が腐食するため高温にすることができず、廃プラスチックを焼却することができないため、埋立処分せざるを得ないという問題があった。
【００２４】
さらに、都市ごみ等の減容のためのガス化溶融炉では、スラグが排出されるが、実質的にはリサイクルされていないという問題があった。
【００２５】
一方、セメント工場においては、キルン等で種々の廃棄物が処理されている。例えば、窯前で廃油を、窯尻で廃タイヤ、廃プラスチック、廃パチンコ材を燃焼しているが、塩素を含むものについては投入することができないという問題があった。また、近隣にセメント工場が存在しない地域においては、セメントキルン等を利用した廃棄物処理はできないという問題があった。
【００２６】
そこで、本発明は上記従来の廃棄物焼却装置における問題点に鑑みてなされたものであって、都市ごみ等の有する熱量を高効率で回収することができ、高温燃焼によりダイオキシンの発生が少なくなり、脱炭酸された石灰石と燃焼残渣の混合物はセメント原料としてリサイクルすることができ、セメント工場では脱炭酸された原料を使用することにより、燃料原単位の低減を図ることができるとともに、ＣＯ2発生量が原料由来、燃料由来ともに減少させることが可能な廃棄物燃焼熱を利用した石灰焼成炉の利用方法を提供することを目的とする。
【００２７】
また、本発明は、上記に加え、埋立処分される予定の廃プラスチック、及び埋立処分された廃プラスチックを燃焼することもでき、埋立処分された焼却灰を廃プラスチック等と燃焼することによりリサイクルすることが可能な廃棄物燃焼熱を利用した石灰焼成炉の利用方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉と、該廃棄物焼却炉で発生する排ガス及び固定炭素が導かれる配管が接続され、石灰石を仮焼する仮焼炉と、該仮焼炉で発生する排ガスが導かれる配管が接続され、前記石灰石を予熱する少なくとも２段式のサイクロン式原料予熱器と、該サイクロン式原料予熱器からの排ガスが導かれる配管が接続された廃熱ボイラーとを有する石灰焼成炉の利用方法であって、前記廃棄物焼却炉で発生する排ガス及び固定炭素を前記仮焼炉で燃焼させ、その燃焼熱により、前記仮焼炉に供給される石灰石を仮焼するとともに、該仮焼した石灰石を少なくとも第１のサイクロン式原料予熱器にて捕集し、該第１のサイクロン式原料予熱器の排ガスの熱により、少なくとも第２のサイクロン式原料予熱器で石灰石を予熱して前記仮焼炉に供給し、前記廃熱ボイラーにて、前記サイクロン式原料予熱器の排ガスから熱回収を行うことを特徴とする。
【００２９】
そして、請求項１記載の発明によれば、廃棄物の燃焼熱によって石灰石を仮焼する仮焼炉を有するため、廃棄物を高温で焼却することができて熱効率が高くなるとともに、ダイオキシンの発生を抑えることができる。そのため、埋立処分される予定の廃プラスチック、及び埋立処分された廃プラスチックを焼却処分することもでき、埋立処分された焼却灰を廃プラスチック等と燃焼することによりリサイクルすることも可能となる。また、同時に、生石灰（酸化カルシウム）を得ることができる。さらに、サイクロン式原料予熱器によって石灰石を予熱した後、仮焼炉において石灰石を脱炭酸することにより、熱効率が向上する。また、廃熱ボイラーによって、石灰石を仮焼するための仮焼炉からの排ガスの保有する熱を回収することができ、さらに熱効率が向上する。この際、廃熱ボイラーに導かれる排ガスの塩素濃度が低くなっているので、ボイラーの水管の材質を耐塩素系のものにする必要がなく、設備コストを低減することができる。
【００３０】
例えば、焼却炉及び廃熱ボイラー（熱回収装置）を有する石灰焼成炉の場合には、焼却炉と廃熱ボイラーとの間に旋回仮焼炉等を設け、焼却炉で廃棄物を１０００℃以上で焼却させ、旋回仮焼炉に石灰石を供給して脱炭酸させる。
【００３１】
一方、ガス化炉及び廃熱ボイラーを有する石灰焼成炉の場合には、ガス化炉と廃熱ボイラーとの間に熱分解ガスと固定炭素を燃料とする旋回仮焼炉を設け、石灰石を供給し、燃料を９００℃以上で燃焼させて石灰石を脱炭酸させる。
【００３２】
請求項２記載の発明は、前記石灰石は、セメント原料の一部であることを特徴とする。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、仮焼された石灰石、すなわち生石灰をセメント原料の一部としてリサイクルすることができるため、セメント工場での脱炭酸用の燃料を節約することができるとともに、セメント工場でのＣＯ2発生量が原料由来、燃料由来ともに減少する。
【００３４】
請求項３記載の発明は、前記廃棄物焼却炉を、ガス化炉とすることを特徴とし、熱分解ガスと固定炭素を分離して排出できるガス化炉において、熱分解ガスを燃焼させてその熱で石灰石を仮焼し、固定炭素は通常の固形燃料として利用することができる。
【００３５】
請求項４記載の発明は、前記石灰焼成炉の好ましい一形態として、前記仮焼炉が旋回式であることを特徴とし、請求項５記載の発明は、旋回式仮焼炉の好ましい一形態として、竪型であることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項６記載の発明は、前記石灰焼成炉の好ましい一形態として、前記仮焼炉が噴流式であることを特徴とし、請求項７記載の発明は、前記仮焼炉が流動式であることを特徴とする。
【００４１】
請求項８記載の発明は、前記サイクロン式原料予熱器の段数を変化させることにより、前記廃熱ボイラーでの熱回収率を調整可能としたことを特徴とする。
【００４２】
請求項８記載の発明によれば、回収蒸気量を増やしたい、すなわち発電量を多く取りたい場合には、サイクロンの段数を減らすことにより廃熱ボイラーでの熱回収量を増やすことができる。一方、生石灰やセメント原料を大量に回収したい場合には、サイクロンの段数を増やすことで対応することができる。尚、石灰石の投入量を少なくすることにより、廃熱ボイラーでの熱回収量を増やすこともできる。
【００４３】
請求項９記載の発明は、前記石灰石の供給量を制御することにより、前記廃熱ボイラーでの熱回収率を安定化させることを特徴とする。これによって、発電設備の安定化を図ることができ、総合的なエネルギー効率が向上する。
【００４４】
請求項１０記載の発明は、前記サイクロン式原料予熱器によって、排ガスの脱硫、脱塩素を行うことを特徴とする。これによって、脱硫設備、脱塩素設備が不要となったり、廃プラスチックを容易に燃焼することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図１は、本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第１実施例を示し、この石灰焼成炉５１は、図４の流動層式ガス化溶融炉を備えた従来の廃棄物焼却装置の旋回溶融炉３に代えて、旋回仮焼炉２１と、サイクロン２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、冷却器２３等を備える。尚、本実施例において図４の第１の従来例の構成要素と同一の構成要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【００５２】
まず、図示しないごみピットからクレーン等を介してガス化炉２に供給された都市ごみＷの可燃分すなわち有機物はガス化炉２内の流動層でガス化され、ガス化されないものは固定炭素Ｃとなる。ここで、ガス化に要する熱は、一部の有機物が燃焼することによって供給されるため、燃焼した有機物は灰となるが、大部分はガスＧ１と固定炭素Ｃとなる。そして、ガスＧ１と固定炭素Ｃとは、混合された状態で旋回仮焼炉２１で燃焼する。
【００５３】
一方、旋回仮焼炉２１には、石灰または成分調整されたセメント原料Ｍ１が供給され、灰分Ａ１と固定炭素Ｃの燃焼熱により、石灰またはセメント原料Ｍ１中の石灰石が脱炭酸（仮焼き）される。石灰またはセメント原料Ｍ１の供給量は、旋回仮焼炉２１の温度が１２００℃を超えないように制御される。この温度で灰分Ａ１は溶融しないため、灰分Ａ１は脱炭酸された石灰またはセメント原料Ｍ１とともにサイクロン２２Ｂで捕集される。捕集された混合粉Ｍ２は冷却器２３で冷却される。
【００５４】
サイクロン２２Ｂからの排ガスＧ２中に石灰またはセメント原料Ｍ１が供給され、石灰またはセメント原料Ｍ１は加熱される。この排ガスＧ２と石灰またはセメント原料Ｍ１はサイクロン２２Ａに入って分離され、予熱された石灰またはセメント原料Ｍ１は旋回仮焼炉２１に供給される。一方、サイクロン２２Ａからの排ガスＧ３は廃熱ボイラー５に入って蒸気ＳＴとして熱回収される。
【００５５】
回収蒸気量を増やしたい、すなわち発電量を多く取りたい場合には、サイクロン２２を一段にすることにより廃熱ボイラー５での熱回収量を増やすことができる。一方、石灰またはセメント原料Ｍ２を大量に回収したい場合には、サイクロン２２の段数を増やすことで対応することができる。尚、石灰またはセメント原料Ｍ１の供給量を制御することにより、廃熱ボイラー５での熱回収率を安定化させることができる。
【００５６】
節炭器７から排出された排ガスＧ４中のダストはバグフィルター８により捕集されるが、旋回仮焼炉２１やサイクロン２２で塩素分がセメント原料Ｍ２に吸収されるため、従来のようにバグフィルター８の入り口で消石灰を添加する必要はない。バグフィルター８で捕集されたダスト（飛灰Ｆ）は、廃熱ボイラー５及び節炭器７からのダストとともに、脱炭酸された石灰石またはセメント原料Ｍ３と混合される。
【００５７】
脱炭酸石灰石またはセメント原料Ｍ３は、セメント工場でセメント原料として利用することができる。この場合、既に脱炭酸されているのでセメント工場での燃料を節約することができるとともに、セメント工場としての炭酸ガス排出量（原料由来及び、燃料由来）を削減することができる。
【００５８】
塩素が吸着されているため、脱炭酸石灰石またはセメント原料Ｍ３の塩素濃度は高くなる。塩素濃度が高いため、セメント工場が石灰石または脱炭酸セメント原料Ｍ３を引き受けることが困難な場合には、特開平１０−１２８３０４号公報等に記載の灰水洗技術により、脱炭酸石灰石またはセメント原料Ｍ３と水とを混合し、ろ過することにより塩素分を水側に移行させることができる。尚、脱塩された脱炭酸石灰石またはセメント原料は、フィルターケーキの状態であるため水分を５０％程度含んでいるが、これは廃熱ボイラー５で熱回収されたスチームＳＴで容易に乾燥することができる。また、脱炭酸された石灰石またはセメント原料Ｍ３中の炭酸カルシウムは水洗いにより消石灰となるが、これをセメント工場で仮焼して生石灰とするに要する熱量は、炭酸カルシウムを脱炭酸する場合に比べて非常に小さい。
【００５９】
以上説明したように、本実施例によれば、ガス化炉２で焼却灰Ａ１を溶融するための熱で石灰石の脱炭酸を行うとともに、燃焼ガスＧ１に含まれる塩化水素を石灰石または脱炭酸セメント原料Ｍ３に吸着させ、後段のバグフィルター８での消石灰の所要量を減少させることができる。また、スラグＳはリサイクルできないが、脱炭酸石灰石またはセメント原料Ｍ３、飛灰Ｆ、及び廃熱ボイラー５や節炭器７からのダストはセメント原料としてリサイクル可能である。
【００６０】
図２は、本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第２実施例を示し、この石灰焼成炉６１は、図５の回転ドラム式ガス化溶融炉を備えた従来の廃棄物焼却装置の高温燃焼溶融炉３３に代えて、旋回仮焼炉２１と、サイクロン２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、冷却器２３等を備える。尚、図５の第２の従来例の構成要素と同一の構成要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【００６１】
図示しないごみピットからクレーン等を介して回転ドラム３２に供給された都市ごみＷは、回転ドラム３２内でガス化され、ガス化されない灰分Ａ１と固定炭素Ｃは、熱分解ガスＧ１とともに旋回仮焼炉２１で燃焼する。
【００６２】
一方、旋回仮焼炉２１には、成分調整された石灰石またはセメント原料Ｍ１が供給され、熱分解ガスＧ１と固定炭素Ｃの燃焼熱により、石灰石またはセメント原料Ｍ１中の石灰石が脱炭酸される。セメント原料Ｍ１の供給量は、旋回仮焼炉２１の温度が１２００℃を超えないように制御される。この温度で灰分Ａ１は溶融しないため、灰分Ａ１は脱炭酸された石灰石またはセメント原料Ｍ１とともにサイクロン２２Ｂで捕集される。捕集された混合粉Ｍ２は冷却器２３で冷却される。
【００６３】
サイクロン２２Ｂからの排ガスＧ２中に石灰石またはセメント原料Ｍ１が供給され、セメント原料Ｍ１は加熱される。この排ガスＧ２と石灰石またはセメント原料Ｍ１はサイクロン２２Ａに入って分離され、予熱された石灰石またはセメント原料Ｍ１は旋回仮焼炉２１に供給される。一方、サイクロン２２Ａからの排ガスＧ３は、高温空気加熱器３４において熱分解用の空気を加熱し、廃熱ボイラー５に入って蒸気ＳＴとして熱回収される。
【００６４】
回収蒸気量を増やしたい、すなわち発電量を多く取りたい場合には、サイクロン２２を一段にすることにより廃熱ボイラー５での熱回収量を増やすことができる。一方、石灰石またはセメント原料Ｍ２を大量に回収したい場合には、サイクロン２２の段数を増やすことで対応することができる。尚、石灰石またはセメント原料Ｍ１の供給量を制御することにより、廃熱ボイラー５での熱回収率を安定化させることができる。
【００６５】
節炭器７から排出された排ガスＧ４中のダストは、バグフィルター８により捕集されるが、旋回仮焼炉２１やサイクロン２２で塩素分が石灰石またはセメント原料Ｍ２に吸収されるため、従来のようにバグフィルター８の入り口で消石灰を添加する必要はない。バグフィルター８で捕集されたダスト（飛灰Ｆ）は、廃熱ボイラー５及び節炭器７からのダストとともに、脱炭酸された石灰石またはセメント原料Ｍ３と混合される。
【００６６】
石灰石または脱炭酸セメント原料Ｍ３のセメント工場での利用方法と効果は、第１実施例との場合と同様である。但し、本実施例の場合には、熱分解ガスＧ１と、灰分Ａ１及び固定炭素Ｃとは別経路で排出されるため、回収されたカーボンを旋回仮焼炉２１で燃焼させることも、カーボンとして他の用途に利用することができる。
【００６７】
図３は、本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第３実施例を示し、この石灰焼成炉７１は、図６のストーカー式焼却炉を備えた従来の廃棄物焼却装置に、旋回仮焼炉２１と、サイクロン２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、冷却器２３等を備える。尚、図６の第３の従来例の構成要素と同一の構成要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【００６８】
図示しないごみピットからクレーン等を介してストーカー４２に供給された都市ごみＷは、ストーカー４２で焼却され、燃焼していない未燃炭素Ｃは、燃焼ガスＧ１とともに旋回仮焼炉２１で燃焼する。
【００６９】
一方、旋回仮焼炉２１には、成分調整された石灰石またはセメント原料Ｍ１が供給され、燃焼排ガスの熱と固定炭素Ｃの燃焼熱により、石灰石またはセメント原料Ｍ１中の石灰石が脱炭酸される。石灰石またはセメント原料Ｍ１の供給量は、旋回仮焼炉２１の温度が１２００℃を超えないように制御される。この温度で灰分Ａ１は溶融しないため、脱炭酸された石灰石またはセメント原料Ｍ１とともにサイクロン２２Ｂで捕集される。捕集された混合粉Ｍ２は冷却器２３で冷却される。
【００７０】
サイクロン２２Ｂからの排ガスＧ２中に石灰石またはセメント原料Ｍ１が供給され、石灰石またはセメント原料Ｍ１は加熱される。この排ガスＧ２とセメント原料Ｍ１はサイクロン２２Ａに入って分離され、予熱されたセメント原料Ｍ１は旋回仮焼炉２１に供給される。一方サイクロン２２Ａからの排ガスＧ３は、廃熱ボイラー５に入って蒸気ＳＴとして熱回収される。
【００７１】
回収蒸気量を増やしたい、すなわち発電量を多く取りたい場合には、サイクロン２２を一段にすることにより廃熱ボイラー５での熱回収量を増やすことができる。一方、石灰石またはセメント原料Ｍ２を大量に回収したい場合には、サイクロン２２の段数を増やすことで対応することができる。尚、セメント原料Ｍ１の供給量を制御することにより、廃熱ボイラー５での熱回収率を安定化させることができる。
【００７２】
節炭器７から排出された排ガスＧ４中のダストはバグフィルター８Ａにより捕集されるが、旋回仮焼炉２１やサイクロン２２で塩素分が石灰石またはセメント原料Ｍ２に吸収されるため、従来のようにバグフィルター８Ａの入り口で消石灰を添加する必要はない。バグフィルター８Ａで捕集されたダスト（飛灰Ｆ）は、廃熱ボイラー５及び節炭器７からのダストとともに、脱炭酸された石灰石またはセメント原料とＭ３と混合される。飛灰Ｆ１が除去された排ガスＧ５は、誘引送風機９及び煙突１０を介して大気へ放出される。
【００７３】
石灰石または脱炭酸セメント原料Ｍ３のセメント工場での利用方法と効果は、第１実施例との場合と同様である。本実施例では、熱が石灰石の脱炭酸により回収され、塩素分が低下して温度の低い排ガスＧ３が廃熱ボイラー５に導入されるので、ストーカー４２での燃焼温度を高くすることができ、総合的に熱効率を高くすることができるとともに、廃熱ボイラー５に導かれる排ガスＧ３の塩素濃度が低くなるので水管の材質を耐塩素系のものにする必要がないという利点もある。
【００７４】
尚、上記実施例においては、廃棄物として都市ごみを焼却する場合について説明したが、下水汚泥、産業廃棄物等現在焼却処分されている廃棄物、廃プラスチック類等現在焼却が困難なため埋立処分されている廃棄物、廃プラスチック類、焼却灰等既に埋立処分された廃棄物を焼却することも可能である。
【００７５】
また、上記実施例においては、石灰石またはセメント原料を脱炭酸させるための仮焼炉として、旋回仮焼炉２１を採用した場合について説明したが、この旋回仮焼炉２１には竪形その他の形式のものを使用することができるとともに、旋回式以外にも、噴流式、流動式の仮焼炉を使用することも可能である。
【００７６】
また、特別にセメント原料を脱炭酸させるための仮焼炉を設けなくとも、第１の従来例（図４）における横型旋回溶融炉３ａ、または第２の従来例（図５）における竪型旋回溶融炉３３に、石灰石を含むセメント原料を供給して、灰をスラグ化することなく脱炭酸されたセメント原料を得ることもできる。
【００７７】
さらに、第３の従来例（図６）におけるストーカー４２の出口部に直接セメント原料を供給して脱炭酸を行わせて、その後段に別途廃熱ボイラー５を設けることも可能である。
【００７８】
また、上記実施例においては、旋回仮焼炉２１に、サイクロン２２を付設した場合について説明したが、セメント原料を予熱する必要がなければ、サイクロン２２は不要である。尚、サイクロン２２によって、図４のガス化炉２等からの排ガスの脱硫、脱塩素を行うこともできる。
【００７９】
さらに、上記実施例においては、排ガスの保有する熱を回収するため廃熱ボイラー５を設置したが、サイクロン段数を増加させて脱炭酸量を増やす場合には、必ずしも廃熱ボイラーを設置する必要はなく、廃熱ボイラーを設置した場合には、本発明では廃熱ボイラーに導かれる排ガスの塩素濃度が低くなっているので、廃熱ボイラーの水管の材質を耐塩素系のものにする必要がなく、設備コストを低減することができるという利点がある。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、都市ごみ等の有する熱量を高効率で回収することができ、ダイオキシンの発生が少なく、脱炭酸された石灰石等をセメント原料としてリサイクルすることができ、セメント工場では脱炭酸された原料を使用することにより、燃料原単位の低減を図ることができるとともに、ＣＯ2発生量が原料由来、燃料由来ともに減少させることが可能で、スラグが発生しないので埋め立て処分場の寿命を延命させることが可能な石灰焼成炉の利用方法を提供することができる。
【００８１】
また、本発明は、上記に加え、埋立処分される予定の廃プラスチック、及び埋立処分された廃プラスチックを焼却処分することもでき、埋立処分された焼却灰を廃プラスチック等と焼却することによりリサイクルすることが可能な石灰焼成炉の利用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第１実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第２実施例を示すフロー図である。
【図３】本発明にかかる石灰焼成炉の利用方法の第３実施例を示すフロー図である。
【図４】従来の廃棄物焼却装置の第１の例を示すフロー図である。
【図５】従来の廃棄物焼却装置の第２の例を示すフロー図である。
【図６】従来の廃棄物焼却装置の第３の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
２      ガス化炉
３      旋回溶融炉
４      スラグコンベヤ
５      廃熱ボイラー
６      蒸気タービン
７      節炭器
８      バグフィルター
９      誘引送風機
１０    煙突
２１    旋回仮焼炉
２２    サイクロン
２３    冷却器
３２    回転ドラム
３４    高温空気加熱器
３５    誘引送風機
３６、３７    配管
４２    ストーカー
４３    電気炉
４４    空冷式スラグコンベヤ
５１、６１、７１    石灰焼成炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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