(57)【要約】【課題】燃焼炉等に廃棄物量の変動のより少ない供給を可能とし、かつ、廃棄物の供給経路を介して、ガスの流出や空気の流入を安定的に防止することを目的としている。【解決手段】給塵ホッパー４に廃棄物を充分貯めて、ガスや空気の流通を難い状態にしても、プッシャー式の第一給塵装置５によって、容易に廃棄物を給塵ホッパー４から排出でき、また、続く接続シュート６に適当な廃棄物量を確保する運転をすることで、スクリュー式の第二給塵装置６によって、燃焼炉等に廃棄物量の変動の小さい安定した供給を達成できる。【選択図】図１
2007255816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に廃棄物を受ける大気開放の入口を有し下部に出口を有する給塵ホッパーを備え、前記給塵ホッパーに溜まった廃棄物を移送する廃棄物供給装置において、前記給塵ホッパーの出口に接続された入口を有し水平方向に廃棄物を押し出すプシャー式の第一給塵装置と、上部が前記第一給塵装置の出口に接続され上下に伸びる空間を形成する接続シュートと、前記接続シュートの下部に接続された入口を有するスクリュー式の第二給塵装置とからなることを特徴とする廃棄物供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物供給装置において、前記接続シュートに廃棄物の堆積量を検知するレベルセンサーと、前記レベルセンサーの検知レベルが第一の所定レベルより小であれば、第一給塵装置により廃棄物を前記接続シュートに移送開始し、検知レベルが第一の所定レベルよりも高い第２の所定レベルであれば、第一給塵装置による廃棄物の移送停止する制御装置とを備えたことを特徴とする廃棄物供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の廃棄物供給装置を備えた廃棄物処理装置において、前記第二給塵装置から押し出された廃棄物を受けて前記廃棄物熱処理炉に排出する通路と、前記通路からの廃棄物を受け入れ燃焼処理する廃棄物熱処理炉とからなることを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するため、熱分解炉や焼却炉等を用いる廃棄物熱処理炉に、廃棄物を定常的に供給する廃棄物供給装置及び廃棄物供給装置を備えた廃棄物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物を処理する熱分解炉や焼却炉等の廃棄物熱処理炉は、廃棄物自体の燃焼による発熱で、一定の温度を保つことにより、燃焼を継続させるものである。即ち、廃棄物自体を燃料として使用し、廃棄物を熱処理する。このため、処理炉の処理能力を大きく超える廃棄物の供給は炉内温度を耐熱温度以上にあげることになり、耐久上、望ましくない。
【０００３】
また、処理炉の処理能力を大きく下回る廃棄物の供給は炉内温度を下げ廃棄物自体の熱による自燃作用を妨げることになるため、重油等の補助燃料を使用して、燃焼が継続する温度を保つことが必要となる。よって、一旦、廃棄物熱処理炉での処理を開始したら、この炉への廃棄物の供給は、変動することなく定常的に維持されることが望ましい。また、燃焼炉からの燃焼ガスは下流工程で浄化処理され、煙突から大気に放出するが、燃焼炉での安定運転は、下流工程での性能発揮にも貢献する。
【０００４】
従来、燃焼炉への廃棄物の供給装置として、スクリュー式を用いたものが、例えば、特許文献１と２に開示されている。また、プッシャー式を用いたものが、例えば、特許文献３と４に開示されている。また、特許文献５には、パドル型の供給装置に続きスクリュー式又はプシャー式供給装置を用いたものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９２１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８１３１６号公報
【特許文献３】特開平１０−２５３０２５号公報
【特許文献４】特開２００３-３０２０１８号公報
【特許文献５】特開２００１−２２１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの供給装置も、廃棄物の安定供給の目的をある程度は達成しているものの、必ずしも十分ではなかった。また、廃棄物供給経路は大気と燃焼炉を繋ぐ経路となることから、廃棄物を燃焼炉に供給する経路から、燃焼炉のガスが流出したり、あるいは、燃焼炉に空気が流入したりするおそれがあり、このような事態は、安全上、運転の安定上、好ましくない。そこで、本発明は、廃棄物量の変動のより少ない供給を可能とし、かつ、廃棄物の供給経路を介して、ガスの流出や空気の流入を安定的に防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る廃棄物供給装置は、上部に廃棄物を受ける大気開放の入口を有し下部に出口を有する給塵ホッパーを備え、前記給塵ホッパーに溜まった廃棄物を移送する廃棄物供給装置において、前記給塵ホッパーの出口に接続された入口を有し水平方向に廃棄物を押し出すプシャー式の第一給塵装置と、上部が前記第一給塵装置の出口に接続され上下に伸びる空間を形成する接続シュートと、前記接続シュートの下部に接続された入口を有するスクリュー式の第二給塵装置とからなる。
【０００８】
この廃棄物供給装置により、給塵ホッパーに廃棄物を充分貯めて、ガスや空気の流通がし難く状態にしても、プッシュー式の第一給塵装置によれば、容易に廃棄物を供給ホッパーから排出でき、また、接続シュートに適当な廃棄物量を確保する運転をすることで、スクリュー式の第二給塵装置から排出される廃棄物量が変動の小さい、安定した排出量とすることができる。
【０００９】
上記課題を解決する第２の発明に係る廃棄物供給装置は、第１の発明の装置において、前記接続シュートに廃棄物の堆積量を検知するレベルセンサーと、前記レベルセンサーの検知レベルが第一の所定レベルより小であれば、第一給塵装置により廃棄物を前記接続シュートに移送開始し、検知レベルが第一の所定レベルよりも高い第２の所定レベルであれば、第一給塵装置による廃棄物の移送停止する制御装置とを備えている。
【００１０】
この廃棄物供給装置により、接続シュート内の廃棄物の堆積量を所定範囲内することで、スクリュー式の第二給塵装置に廃棄物がなくなったり、詰め込み過ぎて、廃棄物の移送不良となったりすることを防止できて、確実に、廃棄物の排出量の安定化・均一化が図ることができる。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る廃棄物処理装置は、第１又は第２の発明の装置に加え、前記第二給塵装置から押し出された廃棄物を受けて前記廃棄物熱処理炉に排出する通路と、前記通路からの廃棄物を受け入れ燃焼処理する廃棄物熱処理炉とからなる。
【００１２】
この廃棄物処理装置の構成のとおり、この第１又は第２の発明を熱処理炉に廃棄物を供給する手段として用いることにより、熱処理炉の性能を効率的かつ充分に発揮できる。
【発明の効果】
【００１３】
廃棄物の供給を時間的な変動の少ない安定な状態にすることができ、また、廃棄物供給経路を通じた空気の流入やガスの流出を抑えることができ、さらに、廃棄物熱処理炉の燃焼状態を安定させ、廃棄物処理装置の性能を充分に発揮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】
本発明が適用される廃棄物処理設備１の概要を、図５に基き説明する。都市ごみなどの廃棄物は、トラックに積載されて、廃棄物処理設備１のある場所に運ばれる。廃棄物処理設備１には、コンクリート製の大型ピット２があり、このピット２に、トラックで運搬されてきた廃棄物が投入される。廃棄物は、必要により、大型の粗破砕機で、破砕される。破砕された廃棄物は、大型のクレーン３で、把持・移送され、給塵ホッパー４に投入される。
【００１５】
給塵ホッパー４の底部にはプッシャー式の移送手段である第一給塵装置５が設けられている。第一給塵装置５の出口端には、接続シュート６が設けられている。接続シュート６の下端には、スクリュー式の移送手段である第二給塵装置７が設けられている。第二給塵装置７の先には通路が下方に延びていて、ガス化炉８に繋がる。ガス化炉８では、廃棄物を部分燃焼させており、ガス化炉が廃棄物熱処理炉に該当する。
【００１６】
給塵ホッパー４に投入された廃棄物は、第一給塵装置５、接続シュート６、第二給塵装置７へと移動し、ガス化炉８に供給される。これら、給塵ホッパー４、第一給塵装置５、接続シュート６、第二給塵装置７から廃棄物供給装置２４は構成されている。
【００１７】
ガス化炉８は、下部の流動砂層９、上部のフリーボード１０からなる。この流動砂層９を形成するため、一次燃焼用空気を下方から吹き出し、熱の伝達手段である流動媒体としての砂を流動化させる。この流動砂層９において、廃棄物を部分燃焼して、５５０〜６５０℃の高温を維持しながら、熱分解させ、高温の可燃ガス及び飛灰、チャー等の固形分を生成する。
【００１８】
可燃ガスと可燃ガスに同伴するほどの微小の固形分はフリーボード１０側に上昇する。ガス管１１が、ガス化炉８のフリーボード１０と灰溶融炉１２とを接続しているので、ガス化炉８で生成された熱分解ガス及び飛灰、チャー等の固形分はガス管を経由して灰溶融炉１２に流れる。
【００１９】
灰溶融炉１２は、飛灰等の固形分を捕捉するため、ガス管１１からのガスを旋回させる旋回室を備えている。灰溶融炉１２の旋回室では、可燃ガスの燃焼により、飛灰などの固形分を１３００〜１５００℃の高温で溶融させるとともに、ガスの旋回による遠心力により溶融物を壁面に飛散し付着させる。
【００２０】
灰溶融炉の下方は水砕ピット１３に繋がっているため、旋回室の壁面に付着した溶融物は落下して、水を蓄えた水砕ピット１３到達する。溶融物は水により急冷されて固化する。固化したものは、スラグと呼ばれるが、コンベア１４で外部に排出される。
【００２１】
灰溶融炉１２の上方には二次燃焼室１５が設けられている。灰溶融炉１２から上昇するガス等は、二次燃焼室１５で、二次燃焼用空気が供給され、燃焼される。ここで高温となった燃焼排ガスの熱は、二次燃焼室１５下流のボイラ１６で回収される。
【００２２】
続く後工程で、排ガスは第一排ガス管１７を経由し、減温塔１８を通過して、温度が低下する。次に、減温塔１８を通過後の第二排ガス管１９中の排ガスに消石灰と活性炭を噴霧して、塩酸や二酸化硫黄等の酸性ガスを中和反応により塩化カルシウムや硫酸カルシウム等とし、また、ダイオキシンを活性炭に吸着させ、それらを集塵装置２０で捕集する。
【００２３】
次に、排ガスは脱硝用触媒反応塔２１を通過後に煙突２３から大気に放出される。これらのガスの流れは、煙突の上流に設けられた吸引送風機２２により作られているため、ガス化炉から触媒反応塔２１までの機器では、大気圧よりもやや負圧となっている。
【００２４】
廃棄物供給装置２４を用いれば、ガス化炉８に供給する廃棄物の供給速度が安定するため、ガス化炉８以降の工程の運転も安定し、排ガス浄化の機能を発揮し易く、大気に排出する排ガスを十分に浄化することが可能となる。
【００２５】
廃棄物供給装置２４について、さらに詳細に説明する。給塵ホッパー４を示した図３と図４に基き説明する。給塵ホッパー４は、上部分３１と下部分３２とからなり、それぞれの部分の高さが４ｍから５ｍ程ある。上部分３１は、大気開放された四角形状の入口３３をその上端に有し、３側面は略垂直であり、１側面は略４５度の傾斜面となっている。傾斜面に対向する側面側には、ブリッジ除去装置３４が設けられている。ブリッジ除去装置３４は、油圧シリンダーの駆動により、前記垂直面に沿って、上下移動する薄い直方体部材３５からなる。
【００２６】
給塵ホッパー４の下部分は、上部分３１下端の四角断面の空間を維持しながら下方に伸びている。下部分３２は上部分３１の傾斜面よりも急な角度、例えは、略８０度の傾斜となっている。上部分３１と下部分３２の継ぎ目の位置には、レベル検出計３６、３７が相対する壁面にそれぞれ設置されている。レベル検出計３６、３７の位置よりも廃棄物が上にないことをレベル検出計３６、３７が検知した場合、クレーン３３で廃棄物を給塵ホッパー４に供給する。
【００２７】
上部分３１と下部分３２の継ぎ目の少し下の位置に、ブリッジ検出計３８が設置されている。ブリッジ検出計３８が廃棄物を検出せず、レベル検出計３６、３７が廃棄物を検出した場合、給塵ホッパー４の上部分３１において、廃棄物がブリッジし、下部分３２に落下しない状態であることが多いため、ブリッジ除去装置３４を駆動させて、ブリッジを壊して、廃棄物が下部分３２に落下するようにする。給塵ホッパー４の底部は、長方形の空間断面を形成する接続口３９を介してプッシャー式給塵装置５の入口４１と繋がっている。
【００２８】
次に、プシャー式給塵装置５、接続シュート６、スクリュー式給塵装置７に関し、図１と図２に基き説明する。プッシャー式給塵装置５は、水平方向に広がる直方体形状のフィードラム４２とフィードラム４２をスライド駆動する油圧シリンダー４３とフィードラム４２の下面側からフィードドラム４２を支持するようにフィードラム４２の移動範囲に水平に広がるフィーテーブル４４とを備えている。ここでは、フィードラム４２と油圧シリンダー４３は、２つ並列して同じ機能のものが並んでいる。
【００２９】
さらに、プシャー式給塵装置５は、フィードラム４２を上面と側面から覆うケーシング４５を備えている。このケーシング４５は、給塵ホッパー４の接続口３９に接続される入口４１とフィードラム４２のスライド方向の一端に出口４６を形成している。また、ケーシング４５とフィードラム４２との上下空間は給塵ホッパー４の下部分３２の断面空間と略同程度の大きさを有している。
【００３０】
プッシャー式給塵装置５の出口４６には、接続シュート６が下方に延びて設けられている。接続シュート６は、上部５１と下部５２とからなる。上部５１はプッシャー式給塵装置５の出口４６空間を水平方向に延長する直方体の空間が形成している。
【００３１】
下部５２は、奥行き方向を一定のまま、幅方向が真ん中に向かって狭くなる空間が形成している。接続シュート６の下端は奥行き方向より幅方向に少し長めの長方形の出口５４となっている。なお、ここで、奥行き方向とは、フィードラム４２のスライド方向をいい、幅方向とは、スライド方向に垂直な方向をいう。
【００３２】
接続シュート６の上面には、廃棄物レベルセンサー５３が設けられている。このレベルセンサー５３の検知が、接続シュート６内の廃棄物の高さが第１所定レベル、例えば１，０００ｍｍ以下になったら、プッシャー式給塵装置５を駆動し、フィードラム４２を前進させて、給塵ホッパー４に溜まっている廃棄物を接続シュート６側に押し出す。
【００３３】
廃棄物レベルセンサー５３の検知が、接続シュート６内の廃棄物の高さが前記所定レベルより高い第２の所定レベル、例えば１７００ｍｍになったらフィードラム４２を後退させて、接続シュート６側に廃棄物を押し出すのを停止する。これらの処理はプロセス用の制御装置により自動制御される。
【００３４】
このレベルセンサー５３には超音波式を採用することが、廃棄物に非接触で測定できるので、好ましい。超音波式のような非接触のレベルセンサーは高温に弱いものが多いため、冷却用の空気をセンサーに供給することが良い。
【００３５】
この空気には、計装用の圧縮空気が適している。計装用圧縮空気は通常室温と同程度であり、このレベルセンサー５３の耐熱温度よりも充分に低く、このレベルセンサー５３の耐熱温度が８０℃とした場合、レベルセンサー５３に８０℃以上のガスが接するのを妨げることができるとともに、輻射熱によりレベルセンサー５３の温度が上昇するのを冷却する効果も期待できる。さらに、軽装用圧縮空気は、夾雑物を含まないので、レベルセンサー５３に物理的な悪影響を及ぼす可能性が低い。
【００３６】
接続シュート６内での、廃棄物の上記所定レベルは、第二給塵装置７に廃棄物の供給が途切れないようにする意義とともに廃棄物レベルセンサー５３にガス化炉側からの高温のガスが到達し難くする意義も考慮して設定することが好ましい。
【００３７】
廃棄物レベルセンサー５３の情報を基に、プシャー式給塵装置５を自動制御する手段を採用しなくても、プッシャー式給塵装置５の駆動程度と次に説明するスクリュー式給塵装置７の移送速度とを適切に調整することで、接続シュート６に廃棄物を所定範囲内で堆積させることもできる。但し、上記レベルセンサー５３に基づく制御によるほうが確実である。
【００３８】
また、接続シュート６に廃棄物を大量に充填すると、次工程に圧密された廃棄物が供給されることになり、次に説明するスクリュー式給塵装置７で、スクリューの押し出し力も加わり、廃棄物がさらに圧密になり、詰まりなどの供給不良や過負荷等のトラブルが生じるため、この点も考慮して、接続シュート６に堆積させる廃棄物量の範囲を設定することが好ましい。
【００３９】
接続シュート６の低部にある出口５４は、スクリュー式給塵装置の入口６１に接続されている。スクリュー式給塵装置７は、この入口６１の下方に軸線が平行になるように２本の供給スクリュー６２を並べて備えている。この供給スクリュー６２は、棒体あるいは筒体の外周に帯状体を螺旋に巻き回すように付設されて成る。
【００４０】
これら供給スクリュー６２の間に、ロッド型パドル６３が設けられている。ロッド型パドル６３は、棒状あるいは筒体の軸の外周に一定のピッチにて円周方向に沿って複数個のロッドが突設されて成っている。ロッド型パドル６３と供給スクリュー６２とはそれらの軸心が互いに平行となるようは配置されている。
【００４１】
無段変速機、ローラーチェーン、スプロケットなどにより、駆動モーター６４の回転を、回転方向と回転数を変えて供給スクリュー６２とロッド型パドル６３に伝え、これらを回転駆動する。供給スクリュー６２は互いの側に向かって回転し、ロッド型パドル６３は正逆回転を繰り返す。
【００４２】
さらに、このスクリュー式給塵装置７は、ケーシング６５を備えている。このケーシング６５は、両供給スクリュー６２とロッド型パドル６３とを覆い、接続シュート６の出口５４と連結する入口６１を有するとともに、両供給スクリュー６２とロッド型パドル６３の端部の先に出口６６を形成する。
【００４３】
定常運転では、上記のように、廃棄物が接続シュート６に所定量堆積しているため、スクリュー式給塵装置７の入口６１に、廃棄物が常に供給されている。この廃棄物は、供給スクリュー７のスクリュー溝内に巻き込まれて、出口６６側に送られる。また、大型の廃棄物はロッド型パドル７の正逆回転により、押し潰し、あるいは引き裂き作用によって、細断され、移送される。これによって、供給スクリュー６２により搬送される大型の廃棄物を含む固形物の出口からの排出量が均等となり、排出量変動の発生が緩和される。
【００４４】
スクリュー式給塵装置７の出口には、ガス化炉８までの通路７１が連結されている。また、スクリュー式給塵装置７の出口６６側にスライドゲート７２が設けられている。廃棄物供給装置が停止状態で、ガス化炉の廃棄物を供給しないときは、スライドゲート７２を閉めて出口を覆う、廃棄物を供給するときには、スライドゲート７２を開けて出口を開放してから、スクリュー式給塵装置７を稼動して廃棄物をガス化炉に供給するよう操作されている。
【００４５】
ガス化炉８で発生する可燃ガスの給塵ホッパー４からの流出や給塵ホッパー４からガス化炉８への空気の流入を妨げるように、給塵ホッパー４に廃棄物を大量に堆積させている。油圧シリンダー４３により駆動するプッシャー式給塵装置５であれば、大きな力を発揮させやすく、かつ、廃棄物の噛み込み等のトラブルが生じ難い簡単な構造であるため、上記のような大量に詰め込まれた廃棄物であっても、給塵ホッパー４から容易に排出可能となる。
【００４６】
プッシャー式給塵装置５は、廃棄物の排出が間欠的であるため、時間的な排出量の変動が生じる。次にある接続シュート６内で、所定量の範囲の廃棄物を堆積させて、廃棄物をスクリュー式供給装置７に供給するので、時間的に変動の少ない定量排出が可能となる。
【００４７】
また、接続シュート６内に溜める廃棄物を所定範囲に抑えることで、廃棄物を多量に貯めこまないようにして、スクリュー式給塵装置７において、廃棄物を圧密し過ぎて、供給不良等のトラブルが生じないようにして、廃棄物の排出の安定化を図ることができる。
【００４８】
このように、廃棄物のガス化炉８への供給を時間的な変動の少ない安定な状態にすることにより、ガス化炉８の燃焼状態、さらには、後工程である排ガス処理状態を安定させ、充分な性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例の側面側断面模式図
【図２】本発明の実施例の正面側断面模式図
【図３】本発明の実施例の側面側断面模式図
【図４】本発明の実施例の正面側断面模式図
【図５】本発明の実施例の機器構成図
【符号の説明】
【００５０】
１  廃棄物処理設備
２  ピット
３  クレーン
４  給塵ホッパー
５  第一給塵装置
６  接続シュート
７  第二給塵装置
８  ガス化炉
９  流動砂層
１０  フリーボード
１１  ガス管
１２  灰溶融炉
１３  水砕ピット
１４  コンベア
１５  二次燃焼室
１６  ボイラ
１７  第一排ガス管
１８  減温塔
１９  第二排ガス管
２０  集塵装置
２１  脱硝用触媒反応塔
２２  吸引送風機
２３  煙突
２４  廃棄物供給装置
２５  廃棄物処理装置
３１  上部分
３２  下部分
３３  入口
３４  ブリッジ除去装置
３５  直方体部材
３６  レベル検出計
３７  レベル検出計
３８  ブリッジ検出計
３９  接続口
４１  入口
４２  フィードラム
４３  油圧シリンダー
４４  フィーテーブル
４５  ケーシング
４６  出口
５１  上部
５２  下部
５３  廃棄物レベルセンサー
５４  出口
６１  入口
６２  供給スクリュー
６３  ロッド型パドル
６４  駆動モーター
６５  ケーシング
６６  出口
７１  通路
７２  スライドゲート
【図１】
2007255816.tif 000003
【図２】
2007255816.tif 000004
【図３】
2007255816.tif 000005
【図４】
2007255816.tif 000006
【図５】
2007255816.tif 000007