(57)【要約】【課題】  流動床式ガス化炉から排出される不燃物に対し、簡単な処理で、その後の作業環境を効果的に向上させる。【解決手段】  流動床式ガス化炉から排出される不燃物を、水槽２４内に溜められた水２６に投入し、その不燃物に含まれる炭分を水面に浮上させる。この炭分を分離した残りの不燃物を不燃物回収コンベア２５等で水中から回収し、その搬出等を行う。【選択図】      図２
2007003041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床を有して当該流動床に投入される廃棄物を熱分解する流動床式ガス化炉から不燃物を排出する工程と、その不燃物を水中に入れて当該不燃物に含まれる炭分を水面に浮上させ、浮上しない不燃物を水中から回収する工程とを含むことを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の流動床式ガス化炉の不燃物の処理方法において、前記流動床式ガス化炉から排出される不燃物に混じる前記流動床の流動粒子を当該不燃物から分離する工程を含み、その流動粒子を分離した後の不燃物を水中に投入することを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理方法。
【請求項３】
流動床を有して当該流動床に投入される廃棄物を熱分解する流動床式ガス化炉から排出される不燃物を処理する装置であって、前記不燃物が投入可能な水槽と、この水槽に投入された不燃物のうち水中で沈降する不燃物をその水中から回収する回収手段とを備えたことを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置において、前記回収手段は前記水槽内に設けられて水中で沈降する不燃物をその水中から搬出するコンベアを含むことを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置において、前記水槽は、前記水面に浮上する浮上物を前記コンベアの搬送方向に逆らって堰き止める堰を有することを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置において、前記水槽は、水面に浮上した浮上物を水とともに特定箇所にオーバーフローさせるように構成されていることを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置において、オーバーフローした水と当該水に含まれる不燃物とを分離する水分離手段と、その分離後の水を前記水槽に還元する水循環手段とを備えたことを特徴とする流動床式ガス化炉の不燃物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床に投入される廃棄物を熱分解してガス化する流動床式ガス化炉から排出される不燃物を処理する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物をガス化溶融処理するシステムとして、特許文献１に記載されるものが知られている。その全体構成を図４に示す。
【０００３】
同図において、ごみ等の廃棄物はスクリューコンベア等からなる給塵装置１に投入される。この給塵装置１は、前記廃棄物を定量的に後段の流動床式ガス化炉２に供給する。
【０００４】
この流動床式ガス化炉２内には、その炉床２ｃ上に砂等の流動粒子２ｂが装備されることにより流動床が形成されている。その流動粒子２ｂは流動化ガスの供給等によって流動し、その流動粒子２ｂと投入された廃棄物との接触、混合により当該廃棄物の熱分解が進行する。具体的には、当該流動床式ガス化炉２内において適当な空気比（例えば０．２〜０．４）の条件で部分燃焼が行われ、砂層温度を５００〜６００℃に維持した低温熱分解ガス化が行われる。この流動床で燃焼しなかった不燃物は前記流動粒子２ｂとともに炉底の排出部２ａから炉外へ排出される一方、前記流動床式ガス化炉２で発生した灰分を含む熱分解ガスは図２にも示すような旋回式溶融炉３に導かれ、さらに燃焼される。
【０００５】
この溶融炉３は溶融部３ｂを有し、その溶融部３ｂ内で前記熱分解ガスが旋回操作されながら約１３００℃で高温燃焼する。このとき前記熱分解ガス中に含まれる灰分は炉壁等に付着してスラグ化し、さらに溶融して炉底の出滓口３ａから排出される。この溶融炉３の排ガスは、廃熱ボイラ６で熱回収された後、さらにガス冷却室７で温度が下げられ、バグフィルタ８で除塵される。浄化された排ガスは次いで誘引送風機９を経て、煙突１０から排出される。
【０００６】
ここで、前記流動床式ガス化炉２の排出部２ａから排出される砂等の流動粒子２ｂとその他の不燃物との混合物は、一般に、図略の篩いにかけられて分離され、そのうち前記流動粒子２ｂは前記流動床に還元される一方、それ以外の不燃物は必要に応じて適当な処理（例えば磁選処理）を受けた後に系外に搬出される。
【特許文献１】特開２００４−３７０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記流動床式ガス化炉２に投入される廃棄物に木材や紙等の有機物が含まれる場合、この流動床式ガス化炉２は、その流動床の物理的作用による廃棄物の解砕機能に優れ、また廃棄物と熱との接触効率が高いため、他種の炉（例えばストーカー炉）と比べて前記有機物が未燃のまま排出される割合が非常に低く、当該有機物のほとんどはガス化され、または微粉状の炭となって、後段の溶融炉へ供給されるが、この流動床式ガス化炉２によって、木質系成分を多く含む廃棄物を５００℃程度の比較的低い温度下で処理する場合、前記有機物が炭分として前記流動床式ガス化炉２から排出される不燃物に混入することがある。
【０００８】
このような場合、前記不燃物の中に含まれる炭分が粉塵として飛散し易く、これが後段での作業環境向上の大きな妨げとなる。具体的には、前記不燃物を搬出するコンベア内の点検作業や、磁選等の処理作業の環境に悪影響を与えるおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、流動床式ガス化炉から排出される不燃物に対し、簡単な処理で、その後の作業環境を効果的に向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、流動床を有して当該流動床に投入される廃棄物を熱分解する流動床式ガス化炉から不燃物を排出する工程と、その不燃物を水中に入れて当該不燃物に含まれる炭分を水面に浮上させ、浮上しない不燃物を水中から回収する工程とを含む流動床式ガス化炉の不燃物の処理方法である。
【００１１】
この方法によれば、流動床式ガス化炉から排出される不燃物を水中に投ずるだけの簡単な操作で、この不燃物に含まれる炭分を他の不燃物との比重差を利用して容易に分離することができる。従って、この炭分を分離した後の不燃物を水中から回収すれば、当該不燃物の搬出作業やその他の処理作業の際に前記炭分が粉塵となって飛散するのを有効に抑止することができ、これにより作業環境を飛躍的に向上させることができる。
【００１２】
ここで、前記流動床式ガス化炉から排出される不燃物に前記流動床の流動粒子が混じっている場合には、その流動粒子を当該不燃物から分離した後にその不燃物を水中に投入するのが、好ましい。このように予め流動粒子を不燃物から分離して当該流動粒子が水中に投入されるのを回避することにより、前記流動粒子の前記流動床式ガス化炉への還元がより容易となる。
【００１３】
また本発明は、流動床を有して当該流動床に投入される廃棄物を熱分解する流動床式ガス化炉から排出される不燃物を処理する装置であって、前記不燃物が投入可能な水槽と、この水槽に投入された不燃物のうち水面に浮上しない不燃物を水中から回収する回収手段とを備えたものである。
【００１４】
この装置によれば、前記水槽に溜められた水に不燃物を投入することにより、その不燃物に含まれる炭分を水面に浮上させて他の不燃物から容易に分離することができるとともに、その浮上物以外の不燃物を回収手段によって回収することができる。
【００１５】
この回収手段としては、例えば、前記水槽内に設けられて沈殿物を水中から搬出するコンベアを含むものが、好適である。このようなコンベアを具備すれば、前記炭分を分離した後の不燃物を水中から効率良く回収することができる。
【００１６】
その場合、前記水槽に、前記水面に浮上する浮上物を前記コンベアの搬送方向に逆らって堰き止める堰を設けるようにすれば、当該浮上物の回収がより容易となる。
【００１７】
また、前記水槽は、水面に浮上した浮上物を水とともに特定箇所にオーバーフローさせるものとすれば、前記水槽内から前記浮上物を容易に回収することができ、同水槽内に多量の浮上物が溜まるのを防ぐことができる。
【００１８】
さらに、そのオーバーフローした水と当該水に含まれる不燃物とを分離する水分離手段と、その分離後の水を前記水槽に還元する水循環手段とを備えるようにすれば、水槽から水をオーバーフローさせながらもその消費量も大幅に削減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、流動床式ガス化炉から排出される不燃物中に含まれる炭分を簡単な作業で分離することができ、その後の不燃物を取扱う作業の環境を効果的に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】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１に示す流動床式ガス化炉２の構成及び同炉２が配備されるガス化溶融システムの全体構成は前記図４に示したものと同等であり、その説明を省略する。ただし、本発明が適用される流動床式ガス化炉の具体的構成及び同炉が配備されるシステムの具体的な構成は特に問わず、本発明は、流動床を具備するガス化炉から排出される不燃物の処理について広く適用し得るものである。
【００２１】
前記図１は、前記流動床式ガス化炉２から排出される不燃物を系外に搬出するためのシステムを示したものである。同図において、流動床式ガス化炉２の排出部２ａから排出される流動粒子２ｂとその他の不燃物との混合物は、スクリュコンベア１２によってスクリーン（篩い）１４に投入され、ここで前記流動粒子２ｂとその他の不燃物とに分離される。分離された流動粒子２ｂは前記流動床式ガス化炉２の流動床に還元される一方、残りの不燃物は本発明に係る不燃物処理装置１６に送られる。
【００２２】
この不燃物処理装置１６では、前記不燃物に含まれる有機物の燃焼によって生じた炭やアルミ箔といった軽量成分がその他の重量成分から比重差を利用して分離され、当該軽量成分を除く不燃物のみが搬出コンベア１８に投入されて系外に搬出される。この搬出コンベア１８の適所には、同コンベア１８内を点検するための点検口１９が開閉可能に設けられている。
【００２３】
前記不燃物処理装置１６の具体的構成を図２及び図３に示す。この不燃物処理装置１６は、不燃物分離装置２０と、その下方に設置される水回収分離装置２２とを備えている。
【００２４】
前記不燃物分離装置２０は、不燃物分離用の水２６を収容する水槽２４と、この水槽２４内に設けられて沈殿物（水面に浮上しない不燃物）を槽外へ搬出するための不燃物回収コンベア２５とを備えている。
【００２５】
前記水槽２４の底壁は二重底壁となっている。このうち外側底壁（下側底壁）は、水平な最下底壁２４ａと、この最下底部２４ａの長手方向両側から斜め上方に立ち上がる斜底壁２４ｂ，２４ｃとからなり、上流側の斜底壁２４ｂ寄りの水平位置には水槽２４内に上方から未処理不燃物を投入するための不燃物投入筒３０が設けられ、下流側の斜底壁２４ｃの終端側方には下方に開口する不燃物排出口３２が設けられている。
【００２６】
この水槽２４の内底壁２４ｄは、前記外側底壁２４ｂ，２４ａ，２４ｃに沿うようにその内側（上側）に配置され、この内底壁２４ｄの上に水２６が貯められている。
【００２７】
前記不燃物回収コンベア２５は、前記内底壁２４ｄを外側から囲むように配置されている。具体的には、前記内底壁２４ｄの前後方向（コンベア搬送方向）両外側の位置に左右一対のスプロケット２７が設けられ、その左右において前後のスプロケット２７同士の間にそれぞれローラチェーン２８が掛け渡されるとともに、その左右ローラチェーン２８同士の間に複数枚のスクレーパ（掻取り板）２９が設けられている。これらのスクレーパ２９は前記ローラチェーン２８の長手方向に等間隔で配列されており、この不燃物回収コンベア２５の駆動時に前記内底壁２４ｄ上の沈殿物を前記各スクレーパ２９が前記不燃物排出口３２側に掻き出すように構成されている。
【００２８】
前記最下底壁２４ａの上方の位置であって下流側斜底壁２４ｃ寄りの位置には、水面を跨ぐ高さ位置に堰３４が設けられている。この堰３４は、前記水２２の水面に浮かぶ浮上物（すなわち軽量の不燃物）３６を前記不燃物回収コンベア２５の搬送方向に逆らって堰止める機能を果たすようにその配設位置及び高さ寸法が設定されている。
【００２９】
また、前記水槽２４の一方の側壁２４ｆの上端には、横長のオーバーフロー用切欠３８が設けられている。このオーバーフロー用切欠３８の高さ位置は、前記堰３４に堰止められる浮上物３６を前記側壁２４ｆ側に水２６とともにオーバーフローさせる（流下させる）ことが可能な高さ位置であって、かつ、前記堰３４の上端よりも低い位置に水面レベルを保持できる高さ位置に設定されている。
【００３０】
さらに、前記側壁２４ｆの外側には、前記オーバーフロー用切欠３８からオーバーフローする水２６を前記水回収分離装置２２に導くための水案内部４０が設けられている。この水案内部４０は、前記オーバーフロー用切欠３８よりも僅かに下方の位置に設けられ、前記側壁２４ｆを側方から覆う形状の周壁４２と、この周壁４２内に傾斜状態で設けられた水案内板４４とを有し、前記オーバーフロー用切欠３８からオーバーフローする水２６が前記水案内板４４に沿って流下するように構成されている。
【００３１】
前記水回収分離装置２２は、上向きに開口する水回収容器４６と、その内側に設けられる水切りコンベア４８とを備え、前記水案内板４４に沿って流下するオーバーフロー水２６を受ける位置に前記水回収容器４６及び水切りコンベア４８が設けられている。
【００３２】
水切りコンベア４８のコンベアベルトには多数の貫通孔４９が設けられ、この貫通孔４９を通じて水２６が水回収容器４６の底壁４６ａに流下可能となっている。従って、当該コンベアベルト上には水切りされた不燃物５０が残存するようになっている。
【００３３】
一方、前記水回収容器４６の底壁４６ａには排水口５２が設けられ、この排水口５２に向かうに従って低くなるように前記底壁４６ａが傾斜している。また、前記水回収容器４６は、前記水切りコンベア４８の終端に対応する位置に、下方に開口する不燃物排出口５４を有している。
【００３４】
前記水回収容器４６の排水口５２は水循環配管５６を介して前記水槽２４の図略の注水口に接続されている。この水循環配管５６の途中には水循環用ポンプ５８が設けられ、同ポンプ５８の駆動により、前記排水口５２から排出される水２６が前記水槽２４内に還元されるようになっている。
【００３５】
次に、この不燃物排出装置２０の作用を説明する。
【００３６】
前記図１に示したスクリーン１４で流動粒子２ｂから分離された不燃物は、水槽２４の水２６内にその不燃物投入筒３０から投入される。この不燃物のうち、水２６よりも比重の大きい重量成分は沈降するが、この不燃物に含まれる軽量成分（比重が水よりも小さい成分）は浮上し、水面に浮かぶ浮上物３６となる。この浮上物３６には、有機物が燃焼することにより生じた炭分やアルミ箔等が含まれることになる。
【００３７】
前記浮上物３６以外の重量成分（例えば針金や釘等の不燃物）は水槽２４の内底壁２４ｄ上に沈殿し、この沈殿物は当該内底壁２４ｄに沿って不燃物回収コンベア２５の各スクレーパ２９により不燃物排出口３２側に掻き出され、当該排出口３２を通じて槽外へ排出される。この不燃物は、図１に示す搬出コンベア１８によって系外に搬出されるが、当該不燃物からは既に前記炭分が分離されているため、例えば前記搬出コンベア１８の点検口１９を開く際等に前記炭分が粉塵となって飛散することが有効に抑止され、これにより作業環境は飛躍的に向上する。この効果は、前記搬出作業以外の作業（例えば磁選作業）をする場合についても同様に生じ得る。
【００３８】
一方、前記浮上物３６は、前記不燃物回収コンベア２５及び水２６の流れに乗ってその下流側（不燃物排出口３２側）に移ろうとするが、その途中で堰３４により堰止められ、この堰３４の手前側に滞留する。この浮上物３６は、前記水２６とともに水槽２４のオーバーフロー用切欠３８からオーバーフローし、水案内部４０の水案内板４４に沿って流下する。
【００３９】
この流下した水（浮上物３６を含んだ水）２６は、水回収分離装置２２の水切りコンベア４８上に落ち、その水２６はコンベアベルトの貫通孔４９を通じてさらに当該水切りコンベア４８から流下する。従って、そのコンベアベルト上には水切りされた不燃物すなわち前記浮上物３６に相当する不燃物５０のみが残存することになる。この不燃物５０は不燃物排出口５４から装置外へ排出され、別途回収される。
【００４０】
一方、前記水２６は排水口５２から配管５６内に流入し、水循環ポンプ５８によって前記水槽２４内に還元される。従って、前記水槽２４から水２６をオーバーフローさせるだけの簡単な構成で水槽２４から浮上物３６を容易に回収することができるとともに、そのオーバーフローにかかわらず水２６の消費量を有効に抑えることができる。
【００４１】
ただし、本発明においては必ずしも前記水槽２４から水２６をオーバーフローさせなくてもよく、別の回収手段で浮上物３６を回収する（例えば掻取り部材で掻き取る）ようにしてもよい。
【００４２】
また、水槽２４内の沈殿物（重量不燃物）の回収手段も図示のような不燃物回収コンベア２５に限らず、例えば水槽２４の底部に昇降可能なゴンドラを配備して当該ゴンドラに溜まった沈殿物を定期的に引き上げるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る流動床式ガス化炉及びその排出不燃物の搬出システムを示す図である。
【図２】（ａ）は前記システムに含まれる不燃物処理装置の断面正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】流動床式ガス化炉を含むガス化溶融システムの例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２      流動床式ガス化炉
２ｂ    流動粒子
１４    スクリーン（篩い）
１６    不燃物処理装置
２０    不燃物分離装置
２２    水回収分離装置
２４    水槽
２５    不燃物回収コンベア
２６    水
３４    堰
３６    浮上物
３８    オーバーフロー用切欠
４０    水案内部
４６    水回収容器
４８    水切りコンベア（水分離手段）
５６    水循環配管（水還元手段）
５８    水循環ポンプ（水還元手段）
【図１】
2007003041.tif 000003
【図２】
2007003041.tif 000004
【図３】
2007003041.tif 000005
【図４】
2007003041.tif 000006