(57)【要約】【課題】廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣と不燃ペレットの分別率を向上させる。【解決手段】  廃棄物ガス化炉１の底部から排出されるガス化残渣と不燃ペレットが投入されるホッパ２５と、ホッパ２５内のガス化残渣と不燃ペレットに散水するノズル２７と、ホッパ２５の底部に傾斜して設けられたガス化残渣と不燃ペレットを分別する篩２９と、篩上の不燃ペレットをホッパの側方に移送するシュート３９とを備えて構成してガス化残渣と不燃ペレットを分別し、さらに、シュート３９から排出される不燃ペレットを水槽３７に導いて、比重差を利用して硬質不燃ペレットと軽質不燃ペレットとを分別する。【選択図】図２
2007237017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣及び不燃ペレットが投入されるホッパと、該ホッパの上部に設けられた散水ノズルと、前記ホッパの底部に傾斜させて設けられた前記不燃ペレットを分離する篩と、該篩上の前記不燃ペレットを前記ホッパの側方に移送するシュートとを備えた廃棄物ガス化装置。
【請求項２】
請求項１の廃棄物ガス化装置において、前記シュートから排出される前記不燃ペレットの比重差を利用して硬質不燃ペレットと軽質不燃ペレットとに分別する水槽を備えてなることを特徴とする廃棄物ガス化装置。
【請求項３】
請求項２の廃棄物ガス化装置において、
前記水槽は、底部に沈降した前記硬質不燃ペレットを取り出す取出し口が設けられ、側端部に前記水槽の水面近傍を浮遊しながら水流によって移送される前記軽質不燃ペレットを排出する排出口が設けられ、
前記水槽の排出口に連結して該排出口から排出される前記軽質不燃ペレットを搬送しながら脱水する搬送機と、前記搬送機から排出される前記軽質不燃ペレットを回収する回収容器とを備えてなることを特徴とする廃棄物ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物ガス化装置に係り、特に移動床式の廃棄物ガス化炉の底部から排出される灰などのガス化残渣と不燃ペレットを分別する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動床式の廃棄物ガス化炉は、特許文献１に記載のように、廃棄物をガス化炉に投入して充填層を形成し、底部から酸化剤を供給して廃棄物の一部を燃焼させ、炉高方向に燃焼帯、熱分解帯、乾燥帯を形成して廃棄物を連動的に熱分解させてガス化し、生成ガスを燃料として用いることが提案されている。また、廃棄物に不燃ペレットを混合してガス化炉に投入し、炉内の充填層に供給される酸化剤などの通流性を向上させて、廃棄物のガス化を安定させるとともに、ガス化効率の向上を図るようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８８８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、廃棄物ガス化炉に投入された不燃ペレットは、ガス化炉の底部からガス化残渣（灰、不燃物、瓦礫等）とともに排出されるが、排出された不燃ペレットをガス化残渣から分別して再利用することが行われる。
【０００５】
しかし、ガス化炉内のチャーに水蒸気を作用させて水性ガスを生成するために、多量の水蒸気が供給されるから、ガス化残渣と不燃ペレットは水分を含んだ状態で排出されるので、振動ふるいなどを用いても完全に分別するのは難しい。
【０００６】
仮に、灰などのガス化残渣が付着したまま不燃ペレット回収して再利用すると、ガス化炉に再投入するまでに付着したガス化残渣が乾燥して灰等が飛散して作業環境に悪影響を及ぼすおそれがある。また、ガス化炉に投入された後に、ガス化炉内の上部等で乾燥すると、生成ガスに灰が混じってしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣から不燃ペレットを分別回収する際の分別率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の廃棄物ガス化装置は、廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣及び不燃ペレットが投入されるホッパと、該ホッパの上部に設けられた散水ノズルと、前記ホッパの底部に傾斜させて設けられた前記不燃ペレットを分離する篩と、該篩上の前記不燃ペレットを前記ホッパの側方に移送するシュートとを備えて構成することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、ホッパ内のガス化残渣は散水ノズルからの水によって洗い流されてふるいを通して流れ落ちる。一方、篩上に残ったガス化残渣の付着量が少ない不燃ペレットは、シュートによってホッパから排出される。したがって、ガス化残渣と不燃ペレットの分別率を向上させることができる。
【００１０】
ところで、不燃ペレットには、耐熱温度の高い硬質不燃ペレット（例えば、磁器製）が用いられるが、ガス化炉を起動する際は、燃焼層よりも下方の底部に硬質不燃ペレットのみの充填層を形成し、その上に廃棄物と硬質不燃ペレットの混合層を形成することが行われる。しかし、ガス化炉底部には、酸化剤や水蒸気を供給するノズルや温度を検出する温度センサが挿入されるから、それらのノズルが硬質不燃ペレットを充填するときに損傷されないように、起動時には、ノズルや温度センサを一旦取り外し、硬質不燃ペレット層の充填後に再び取り付けることが行われる。この硬質不燃ペレット層は、硬質不燃ペレットが壊れにくく硬いため、ノズルや温度センサを差し込みにくい。そこで、起動時には、比較的壊れやすい軽質不燃ペレット（例えば、軽石）を炉底部に充填することが好ましい。ただし、軽質不燃ペレットは耐熱温度が低いため、ガス化炉起動時の初期充填にしか使用できない。
【００１１】
したがって、起動時から一定の期間、ガス化炉の底部から排出される不燃ペレットを硬質不燃ペレットと軽質不燃ペレットを分別して回収する必要がある。
【００１２】
そこで、前記ホッパで分別されてシュートから排出される不燃ペレットを水槽に導き、比重差を利用して硬質不燃ペレットと軽質不燃ペレットとに分別することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の廃棄物ガス化装置によれば、廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣と不燃ペレットの分別率を向上させることができる。
【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参照して説明する。
【００１５】
図１に、本発明の廃棄物ガス化装置の一実施形態のガス化炉の断面図を示す。図示のように、廃棄物ガス化炉１は縦型に形成され、頂部に廃棄物３を投入するホッパ５と、不燃ペレット７を投入するホッパ９が設けられている。ホッパ５とホッパ９の投入口には、それぞれダンパが設けられている。ホッパ５から切り出される廃棄物３は、例えば、スクリューコンベアにより搬送されて炉内へ供給される。また、ホッパ９から切り出される不燃ペレット７は、図示しないロータリーフィーダにより炉内へ供給されるようになっている。
【００１６】
廃棄物ガス化炉１の頂部壁面には生成ガスを排出する排出口が設けられ、底部及び壁面には酸化剤を供給するノズル１１及び水蒸気を供給するノズル１３が設けられている。また、廃棄物ガス化炉１の壁面には、炉内の温度を検出する温度センサ１５が挿入して設けられている。さらに、廃棄物ガス化炉１の壁面には、廃棄物を燃焼させるための高温空気（例えば、４００℃）を吹き込む着火熱風発生器１６を挿入する開口が設けられている。廃棄物ガス化炉１の底部には、ガス化残渣６と不燃ペレット７を排出させる排出口１７が設けられている。排出口１７から排出されるガス化残渣６と不燃ペレット７は、排出路２１を介してスクリューコンベアなどの搬送機２２によって、図２に示す分別機２３に導かれるようになっている。
【００１７】
このように構成される廃棄物ガス化炉１の運転方法について説明する。本実施形態においては、不燃ペレット７として、廃棄物ガス化炉１が稼動中に使用することができる耐熱温度の高い硬質不燃ペレット７Ａ（例えば、磁器製）と、起動時のみに使用することができる耐熱温度の低い軽質不燃ペレット７Ｂ（例えば、軽石）を用いる。
【００１８】
まず、廃棄物ガス化炉１の起動時には、底部及び底部壁面に突き出して設けられた各ノズル１１、１３及び温度センサ１５を取り外す。これにより、軽質不燃ペレット７Ｂの落下衝撃により各ノズル１１、１３及び温度センサ１５が損傷されるのを回避する。次いで、ホッパ９から軽質不燃ペレット７Ｂを炉内に投入し、各ノズル１１、１３及び温度センサ１５が設置される高さまで充填する。次に、軽質不燃ペレット７Ｂの充填層の上に、ホッパ９から硬質不燃ペレット７Ａを投入して、軽質不燃ペレット層と薄い硬質不燃ペレット層からなる初期充填層を形成する。その後、各ノズル１１、１３と温度センサ１５を再び炉内に挿入する。このとき、炉底部には、比較的壊れやすい軽質不燃ペレットが充填されているから、各ノズル１１、１３と温度センサ１５の挿入を比較的容易にできる。次いで、ホッパ５から廃棄物３と、ホッパ９から硬質不燃ペレット７Ａを投入して、初期充填層の上に廃棄物３と硬質不燃ペレット７の混合層を形成する。
【００１９】
廃棄物ガス化炉１の起動は、酸化剤ノズル１１から酸化剤を導入するとともに、着火熱風発生器１６から高温空気を吹き込み、廃棄物３と硬質不燃ペレット７の混合層の底部の廃棄物３を燃焼させる。燃焼が安定してくると、炉高方向に順次、燃焼帯と熱分解帯と乾燥帯が形成される。つまり、投入された廃棄物３は乾燥帯で乾燥されて炉底方向に移動し、熱分解帯で熱分解されて可燃性の熱分解ガス及び炭素（チャー）が生成される。チャーは燃焼帯に流下して他の可燃性の熱分解残渣とともに燃焼される。燃焼帯における燃焼残渣はガス化残渣（灰及び不燃物）として燃焼帯の下方に形成される冷却帯で冷却されながら移動して排出口１７から排出される。また、廃棄物３に混合させて投入された硬質不燃ペレット７Ａは、廃棄物３とともに乾燥帯、熱分解帯、燃焼帯を通過して冷却帯を通って排出口１７から排出される。また、熱分解帯で生成されたチャーの一部は、水蒸気ノズル１３から供給される水蒸気と反応して、水性ガス（ＣＯ、Ｈ２）に変換される。
【００２０】
このようにして生成された熱分解ガスと水性ガスからなる生成ガスは、充填物の隙間を通流して上昇し、乾燥帯を通過する際に廃棄物３などを乾燥させて減温され、廃棄物ガス化炉１の頂部の排出口１９から排出される。なお、初期充填層の上部の薄い硬質不燃ペレット７Ａの層は、燃焼帯の熱により軽質不燃ペレット７Ｂが溶融されるのを防ぐ。
【００２１】
このようにして廃棄物ガス化炉１の運転を行うにつれて、起動時に投入された軽質不燃ペレット７Ｂが排出口１７から排出され、次に、冷却帯で冷却されたガス化残渣（灰、不燃物、瓦礫等）及び硬質不燃ペレット７Ａの混合物が排出口１７から排出される。
【００２２】
次に、本発明の特徴部であるガス化残渣６から不燃ペレット７を分別して回収する分別装置２３について図２を参照して説明する。廃棄物ガス化炉１の底部から排出されて搬送機２２により搬送されるガス化残渣と不燃ペレット７は、図２の分別装置２３に供給される。分別装置２３は、不燃ペレット７が投入されるホッパ２５と、ホッパ２５内に散水する散水ノズル２７と、ホッパ２５の底部に傾斜させて設けられた篩２９とを備えて構成される。ホッパ２５は、上部の開口が広く底部に向かって狭く形成された円錐状の投入部と、投入部の下端に連結された円筒部と、円筒部を塞いで傾斜させて設けられた篩２９を有して形成されている。篩２９の網目は、硬質不燃ペレット７Ａ及び軽質不燃ペレット７Ｂよりも小さく形成されている。そして、ホッパ２５の円筒部の側面に、篩２９の傾斜面に合わせて傾斜させたシュート３９が設けられている。ホッパ２５の下方に、ガス化残渣と水を貯留するホッパ型の沈殿槽３１が設けられ、さらに沈殿槽３１の下方にガス化残渣の回収容器３５が設置されている。沈殿槽３１の上部には、排出管３３が連結されている。
【００２３】
一方、シュート３９の下端に位置させて横長の水槽３７が設けられている。水槽３７の長手方向の途中に堰板３８が設けられ、シュート３９の反対側の側壁上部に設けられた排出口に搬送機４３が連結されている。搬送機４３の下流端の下方に回収容器４７が設置されている。ここで、搬送機４３は、例えばスクリューフィーダーなどが用いられるが、これに限られるものではない。また、図示していないが、搬送機４３の底面に水抜き穴が設けられ、その水抜き穴を覆って排水部４５が形成されている。排水部４５の水はバルブ５７を介して排水されるようになっている。また水槽３７のシュート３９側に水供給ノズル４９が取り付けられ、水供給ノズル４９から補給される水によって、水槽３７の長手方向に水流が形成されるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態の分別装置２３の動作について説明する。搬送機２２によって搬送されるガス化残渣６と不燃ペレット７はホッパ２５に投入される。ホッパ２５に投入されたガス化残渣６と不燃ペレット７は、散水ノズル２７からの散水を受けて、ガス化残渣６が流動化して篩２９を通り抜けて沈殿槽３１に流下される。また、不燃ペレット７に付着しているガス化残渣６も洗い流されて沈殿槽３１に流下される。沈殿槽３１に導かれたガス化残渣６は重力によって水と分離されて底部に沈降する。沈殿槽３１の上澄水は、排水管３３を介して抜き出して、例えば散水ノズル２７に循環使用される。
【００２５】
一方、ガス化残渣６が分離された不燃ペレット７は、篩２９の傾斜に沿ってシュート３９を移動して水槽３７に導かれる。水槽３７に導かれた不燃ペレット７が比重の軽い軽質不燃ペレット７Ｂの場合は、水槽３７内の水面近傍に浮遊し、水槽３７内の水流に乗って搬送機４３に導かれる。一方、不燃ペレット７が比重の重い硬質不燃ペレット７Ａの場合は、シュート３９の近くの水槽３７の底部に沈降する。このように、比重差を利用して、硬質不燃ペレット７Ａと軽質不燃ペレット７Ｂとを分別することができる。搬送機４３に導かれた軽質不燃ペレット７Ｂは、搬送機４３により搬送されて回収容器４７に回収される。この搬送の過程で、軽質不燃ペレット７Ｂとともに搬送機４３内に導かれた水は、排水部４５から排水管５５を通って排水される。この排水は給水ノズル４９に再循環することができる。
【００２６】
また、水槽３７の底部に沈降した硬質不燃ペレット７Ａは、水槽３７の底部に設けられたから取出し口４１から回収容器５９に適宜抜き出される。このとき、水槽３７内の水を底部に設けた排出管５１からバルブ５３を介して抜き出すことができる。
【００２７】
また、回収容器３５、５７、５９には、織布又は不織布からなるフレキシブルコンテナを用いることができる。これによれば、残存する水がコンテナから自然と抜け出てガス化残渣及び不燃ペレットの含水率を低減できる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の分別装置によれば、廃棄物ガス化炉の底部から排出されるガス化残渣６と不燃ペレット７の分別率を向上させることができる。また、起動時に、軽質不燃ペレット７Ｂを用い、通常時は硬質不燃ペレット７Ａを用いる場合であっても、硬質不燃ペレット７Ａと軽質不燃ペレット７Ｂを分別して回収できる。
【００２９】
なお、軽質不燃ペレット７Ｂは、廃棄物ガス化炉１が起動してから一定の期間しか排出されない。したがって、軽質不燃ペレット７Ｂが排出されなくなったら、水槽３７の水を全て排水し、取出口４１を開放することにより、シュート３９から落下する硬質不燃ペレット７Ａを、取出口４１から回収容器５９に直接回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の廃棄物ガス化装置の一実施形態のガス化炉の断面図である。
【図２】本発明の廃棄物ガス化装置の一実施形態の分別装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ガス化炉
７  不燃ペレット
７Ａ  硬質不燃ペレット
７Ｂ  軽質不燃ペレット
１１、１３  ノズル
１５  温度センサ
２５  ホッパ
２７  散水ノズル
２９  篩
３７  水槽
３９  シュート
【図１】
2007237017.tif 000003
【図２】
2007237017.tif 000004