(57)【要約】【課題】炉内に堆積した廃棄物の溶融炉部側へのなだれ込みが抑制される廃棄物ガス化溶融炉を提供する。【解決手段】上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物ガス化溶融炉であって、前記シャフト部の前記溶融炉部側の側面の下方に、前記側面から前記側面に対向する対向側面側に突出し、前記シャフト部から前記炭化火格子部に移動する処理対象物を前記対向側面側に移動させるなだれ込み抑制部を備えることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。【選択図】図１
2013257100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、
前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、
炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物ガス化溶融炉であって、
前記シャフト部の前記溶融炉部側の側面の下方に、前記側面から前記側面に対向する対向側面側に突出し、前記シャフト部から前記炭化火格子部に移動する処理対象物を前記対向側面側に移動させるなだれ込み抑制部を備えることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項２】
前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部前記側面の下端位置を通り、前記溶融炉部炉底側へ前記処理対象物の安息角で傾斜する直線よりも前記炭化火格子部の前記炭化火格子側の位置にある先端部を有することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項３】
前記処理対象物の安息角は、前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角であることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項４】
前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部の側面から前記先端部まで延びる傾斜面と、前記先端部から前記側面の前記下端位置まで延びる底面部と、を有することを特徴とする請求項２または３に記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項５】
前記底面部は、前記先端部より水平面に対して下方に傾斜し、水平面と前記底面部とのなす角度が前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項６】
前記傾斜面は、水平面に対する傾斜角が７５°より大きく、９０°より小さいことを特徴とする請求項４または５に記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【請求項７】
前記炭化火格子部は、前記処理対象物を移動させる方向に一定のストローク距離で往復運動する可動火格子を含み、
前記なだれ込み抑制部の前記傾斜面の水平方向における幅は、前記ストローク距離の１〜２倍であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉上部から装入した廃棄物を乾燥及び熱分解させ、更に熱分解残渣を溶融させて炉底部から溶融物を回収する廃棄物ガス化溶融炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物を廃棄物ガス化溶融炉内に、コークスなどの塊状炭素系可燃物質や石灰石とともに装入し、炉体に設けられている上段羽口から空気を吹き込み、炉下部に設けられている下段羽口から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼、溶融することにより廃棄物を処理することが行われている。
【０００３】
廃棄物を溶融処理するための炉として、廃棄物が装入され、装入された廃棄物を乾燥するシャフト部と、シャフト部の下方において廃棄物を熱分解する炭化火格子部と、コークス等を燃料として、廃棄物が熱分解されて生成される残渣を溶融させる溶融炉部とを備える廃棄物ガス化溶融炉がある（例えば、特許文献１参照）。炭化火格子部は、階段状の多数の炭化火格子で構成されており、溶融炉部の方向に往復運動する可動炭化火格子によって、廃棄物は熱分解されながら溶融炉部の方向に徐々に搬送される。そして、熱分解によって生成した残渣は、最終的に、炭化火格子部に続く溶融炉部内に落下し、溶融炉部において溶融される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
廃棄物は、上述の廃棄物ガス化溶融炉のシャフト部上方に設けられる廃棄物装入口から装入される。装入された廃棄物は、シャフト部内に堆積し徐々に降下し、シャフト部の下方の炭化火格子部の炭化火格子上に到達する。炭化火格子上の廃棄物は可動炭化火格子の動作によって、順次溶融炉部側に搬送される。
【０００６】
この際に、シャフト部と炭化火格子部との連結部付近にある廃棄物であって、安息角で堆積した廃棄物の斜面付近にある廃棄物が、炭化火格子部での炭化が不十分のまま溶融炉部側になだれ込んでしまう場合がある。炭化火格子部の炭化火格子から離れた上方にある堆積物は、十分に乾燥、熱分解が進んでおらず、そのような廃棄物がそのまま溶融炉部に落下すると、溶融処理の効率が低下する。さらに、化石燃料に由来するコークスの消費量が増加し、ＣＯ２排出量も増加する。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、炉内に堆積した廃棄物の溶融炉部側へのなだれ込みが抑制される廃棄物ガス化溶融炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物ガス化溶融炉であって、前記シャフト部の前記溶融炉部側の側面の下方に、前記側面から前記側面に対向する対向側面側に突出し、前記シャフト部から前記炭化火格子部に移動する処理対象物を前記対向側面側に移動させるなだれ込み抑制部を備えることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
（２）上記（１）の構成において、前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部前記側面の下端位置を通り、前記溶融炉部炉底側へ前記処理対象物の安息角で傾斜する直線よりも前記炭化火格子部の前記炭化火格子側の位置にある先端部を有する構成とすることができる。（２）の構成によれば、確実に処理対象物のなだれ込みを抑制することができる。
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記処理対象物の安息角は、前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角である構成とすることができる。（３）の構成によれば、より確実に処理対象物のなだれ込みを抑制することができる。
（４）上記（２）または（３）の構成において、前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部の側面から前記先端部まで延びる傾斜面と、前記先端部から前記側面の前記下端位置まで延びる底面部と、を有する構成とすることができる。上記（４）の構成によれば、炉内に発生するガスの流れの阻害を最小限に抑えたなだれ込み抑制部とすることができる。
（５）上記（４）の構成において、前記底面部は、前記先端部より水平面に対して下方に傾斜し、水平面と前記底面部とのなす角度が前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角よりも小さい構成とすることができる。（５）の構成によれば、炉内に発生するガスの流れを阻害しないとともに、ガスをシャフト部の中心部側に誘導して、処理対象の乾燥、熱分解を効率よく進行させることができる。
（６）上記（４）または（５）の構成において、前記傾斜面は、水平面に対する傾斜角が７５°より大きく、９０°より小さい構成とすることができる。（６）の構成によれば、シャフト部を降下する処理対象物の棚吊り現象が発生してしまうことを抑制することができる。
（７）上記（１）から（６）のいずれかの構成において、前記炭化火格子部は、前記処理対象物を移動させる方向に一定のストローク距離で往復運動する可動炭化火格子を含み、前記なだれ込み抑制部の前記傾斜面の水平方向における幅は、前記ストローク距離の１〜２倍である構成とすることができる。（７）の構成によれば、なだれ込み抑制部を形成した位置におけるシャフト部の開口面積を十分に確保することができ、棚吊り現象の発生を抑制でき、炉内に発生するガスの流れの阻害も最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、炉内に堆積した廃棄物の溶融炉部側へのなだれ込みが抑制される廃棄物ガス化溶融炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】廃棄物ガス化溶融炉の構成を示す断面図である。
【図２】廃棄物ガス化溶融炉の廃棄物装入口を上方から見た図である。。
【図３】炭化火格子部の炭化火格子の斜視図である。
【図４】廃棄物ガス化溶融炉のなだれ込み抑制部が形成される付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる廃棄物ガス化溶融炉１の構成を示す断面図である。図２は、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１の廃棄物装入口２１を上方から見た図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ’位置での断面図である。
【００１３】
本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１は、シャフト部２と、炭化火格子部４と、溶融炉部６と、を備える。本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１は、廃棄物が装入されるシャフト部２と最終的に溶融処理を行う溶融炉部６の位置をずらし、シャフト部２に装入された廃棄物が炭化火格子部４を経て溶融炉部６に導入される構造となっている。
【００１４】
シャフト部２は、シャフト部２内に装入された廃棄物を還元雰囲気下で乾燥する。シャフト部２は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる竪型筒状の形状であり、上端に廃棄物を装入する廃棄物装入口２１が形成される。また、シャフト部２の上部には、廃棄物が熱分解する際に発生するガスや廃棄物ガス化溶融炉１内に吹き込まれたガスを排出する排気口２２が形成される。シャフト部２の下方は、底部に炭化火格子が形成される炭化火格子部４に接続されている。また、シャフト部２は、横断面形状（水平面での断面）が円形状である。シャフト部２に装入された廃棄物は、シャフト部２内において廃棄物充填層１００を形成する。
【００１５】
本実施形態のシャフト部２は、炭化火格子部４からシャフト部２にかけて堆積する廃棄物の溶融炉部６へのなだれ込みを抑制するなだれ込み抑制部１０を備える。なだれ込み抑制部１０の詳細については、炭化火格子部４の説明の後に説明する。
【００１６】
炭化火格子部４は、シャフト部２において乾燥された（あるいはさらに熱分解された）廃棄物を熱分解して、熱分解残渣を生成しながら、溶融炉部６に搬送する。本実施形態では、炉内が還元雰囲気となるように、炉内に供給される空気量を調節し、炭化火格子部４において、燃焼が進行して灰分が極力生成しないようにしつつ、廃棄物を熱分解する。炭化火格子部４は、供給炭化火格子部４ａと、乾留炭化火格子部４ｂと、駆動装置４３ａ、４３ｂと、回収室４４ａ、４４ｂと、送風管４５ａ、４５ｂなどを備える。
【００１７】
炭化火格子部４の構造を説明する。図３は、炭化火格子部４の斜視図を示す。図３に示すように、炭化火格子部４は複数の炭化火格子が階段状に配置されたものである。また、炭化火格子部４では、可動炭化火格子４１と固定炭化火格子４２とが交互に配置されている。また、通常は図３に示すように、１段に複数列（図３では一例として４列）の炭化火格子が配列される。
【００１８】
可動炭化火格子４１は、水平方向であって、溶融炉部６の方向（Ｘ軸方向）に往復運動する。具体的には、可動炭化火格子４１は、図１、図３に示すように、駆動装置４３ａ、４３ｂによって前後方向に一定のピッチで往復運動するように駆動される。駆動装置４３ａ、４３ｂには、例えば、流体圧シリンダが用いられればよい。可動炭化火格子４１が前後に往復運動することにより、可動炭化火格子４１上の廃棄物（あるいは熱分解残渣）を１段下の固定炭化火格子４２に落下させ、落下した廃棄物は可動炭化火格子４１の側面によって押し出されて、さらに１段下の可動炭化火格子４１上に落下する。このような可動炭化火格子４１が往復運動を繰り返すことで、廃棄物が攪拌されながら、徐々にシャフト部２側から溶融炉部６側に搬送される。可動炭化火格子４１が往復運動する幅（ストローク距離）は、炭化火格子の大きさなどにもよるが、各可動炭化火格子４１の一段下の固定炭化火格子４２の先端の位置から最も離れた位置（引き込み位置）から、その固定炭化火格子４２上に堆積している廃棄物をその固定炭化火格子４２上から落下させることができる位置までである。
【００１９】
可動炭化火格子４１および固定炭化火格子４２の各炭化火格子間の隙間からは、廃棄物を乾燥させ、熱分解させるための空気が炉内に吹き込まれる。なお、空気の吹込は炭化火格子間の隙間に限られず、可動炭化火格子４１および／または固定炭化火格子４２に空気を吹き込むための送風孔を設けて、当該送風孔から空気を炉内に吹き込む構造でもよい。空気は、送風管４５ａ、４５ｂから、回収室４４ａ、４４ｂを介して供給される。可動炭化火格子４１に代えてプッシャー等を用いることもできる。
【００２０】
可動炭化火格子４１と固定炭化火格子４２で構成される炭化火格子部４は、廃棄物・熱分解残渣の移動方向上流側に供給炭化火格子部４ａを備え、その下流側に乾留炭化火格子部４ｂを備える。供給炭化火格子部４ａは、シャフト部２の下方に位置し、シャフト部２に装入された廃棄物の荷重を受ける。そして供給炭化火格子部４ａは、シャフト部２で乾燥・熱分解された廃棄物をさらに熱分解させながら乾留炭化火格子部４ｂ側に押し出して移動させる。
【００２１】
乾留炭化火格子部４ｂは、供給炭化火格子部４ａから送り出されてきた熱分解された廃棄物を更に熱分解（乾留）させて、最終的に、炭化物と不燃性成分からなる熱分解残渣を生成し、その熱分解残渣を溶融炉部６に向けて押し出して供給する。
【００２２】
以上のように炭化火格子部４は、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂに分かれているが、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂとで明確に機能が区別されていたり、処理対象物の状態が急激に変化したりしているわけではなく、廃棄物は供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂ上を通過していく過程で徐々に熱分解され炭化されていく。
【００２３】
図１では、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂを、水平方向に各炭化火格子が延びる水平炭化火格子を示しているが、これに限定されることはない。供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂのいずれか一方または両方が、先端側が上方向に向かって傾斜する傾斜炭化火格子を備える構成としてもよい。
【００２４】
図１においては、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂの炭化火格子をそれぞれ６段ずつ示しているが、便宜上６段ずつ示しているだけであり、廃棄物ガス化溶融炉１の大きさなどに応じて最適な段数の炭化火格子がそれぞれ配置されればよい。
【００２５】
駆動装置４３ａ、４３ｂは、上述の通り、可動炭化火格子４１を往復運動させる。駆動装置４３ａは、供給炭化火格子部４ａの可動炭化火格子４１を駆動し、駆動装置４３ｂは、乾留炭化火格子部４ｂの可動炭化火格子４１を駆動する。駆動装置４３ａと駆動装置４３ｂとは、それぞれ独立して可動炭化火格子４１を駆動及び停止させたり、駆動速度（すなわち、廃棄物の供給速度）を制御することができる。この場合、供給炭化火格子部４ａの駆動速度（供給速度）と乾留炭化火格子部４ｂの駆動速度とを、相対的に異なる速度に設定してもよいし、同じ速度に設定してもよい。
【００２６】
回収室４４ａ、４４ｂは、炭化火格子の隙間から落下した微細な廃棄物を回収する。回収室４４ａは、供給炭化火格子部４ａにおいて落下した廃棄物を回収する。回収室４４ｂは、乾留炭化火格子部４ｂにおいて落下した廃棄物を回収する。
【００２７】
回収室４４ａ、４４ｂには、それぞれ、送風管４５ａ、４５ｂが接続されている。送風管４５ａ、４５ｂは、不図示の送風機が接続されており、送風機から空気が供給される。また、送風管４５ａ、４５ｂには、流量調節弁４６ａ、４６ｂが設けられている。送風機から送風管４５ａに供給された空気は、回収室４４ａを通って供給炭化火格子部４ａの炭化火格子間の隙間から吹き出す。また、送風管４５ｂに供給された空気は、回収室４４ｂを通って乾留炭化火格子部４ｂの炭化火格子間の隙間から吹き出す。
【００２８】
次に、シャフト部２に形成されるなだれ込み抑制部１０について説明する。なだれ込み抑制部１０は、上述したように、炭化火格子部４からシャフト部２にかけて堆積する廃棄物の、溶融炉部６側へのなだれ込みを抑制する。図４は、図１のなだれ込み抑制部１０付近の拡大図を示す。なだれ込み抑制部１０は、シャフト部２の溶融炉部６側の側面の下方（シャフト部２と炭化火格子部４との接続部５０付近）に形成される。なだれ込み抑制部１０は、誘導面部１０ａと、底面部１０ｂとで形成される。
【００２９】
なだれ込み抑制部１０の形状および形成される位置の詳細について説明する。なだれ込み抑制部１０は、誘導面部１０ａ（および底面部１０ｂ）の端部である先端部１０ｃの水平方向（Ｘ軸方向）における位置（図３において、水平方向位置として示す点線の位置）が、図１に示すシャフト部２の溶融炉部６側の側面の位置（図２のＡ−Ａ’位置における溶融炉部６側の側面の位置）から可動炭化火格子４１のストローク距離の１〜２倍程度離れた位置にあることが好ましい。先端部１０ｃがこれ以上シャフト部２の中心部寄りの位置であると、なだれ込み抑制部１０が形成される位置におけるシャフト部２の断面積が小さくなって、廃棄物の降下が停滞する原因となる。
【００３０】
また、先端部１０ｃの高さ方向（Ｚ軸方向）の位置は、底面部１０ｂの傾斜角によって決まる。底面部１０ｂは、シャフト部２と炭化火格子部４の天井部との接続部５０（なだれ込み抑制部１０が無い場合に、炭化火格子部４内に堆積する廃棄物の斜面の上端となる位置）から先端部１０ｃまで形成される面である。この底面部１０ｂは、図４に示す水平面に対する傾斜角θ２が、炭化火格子部４の上に堆積する廃棄物の安息角αよりも小さい角度となるように形成される。傾斜角θ２が安息角αよりも小さい角度であることにより、廃棄物の安息角αで形成される斜面の位置（つまり廃棄物の炭化火格子部４における堆積位置）を、溶融炉部６からシャフト部２側に遠ざけることができる。
【００３１】
底面部１０ｂの傾斜角θ２が廃棄物の安息角αの角度よりも小さい場合に、廃棄物の堆積位置をシャフト部２側にずらすことができる理由を説明する。
【００３２】
仮に、なだれ込み抑制部１０が無い廃棄物ガス化溶融炉１では、廃棄物が図４において一点鎖線で示すように、堆積物は安息角αで堆積し、その延長線が炭化火格子部４の溶融炉部６側の端部６０の位置にくるようになる場合がある。そこで、この廃棄物ガス化溶融炉１に安息角αよりも小さい傾斜角θ２の底面部１０ｂを有するなだれ込み抑制部１０を設ければ、廃棄物の斜面の上端はなだれ込み抑制部１０の先端部１０ｃの位置に平行移動する。そうすると、廃棄物は、先端部１０ｃから炭化火格子上に達する安息角αで傾斜する線が斜面となるように堆積することとなる。つまり、廃棄物の斜面が先端部１０ｃの位置の接続部５０からのずれの分だけ、溶融炉部６側からシャフト部２側に遠ざけることができる。図４においては、一点鎖線で示す位置から実線で示す位置に廃棄物の斜面が移動したとして示している。
【００３３】
なお、上記廃棄物の安息角αは、より正確には、シャフト部２と炭化火格子部４との接続部５０付近の廃棄物の安息角である。図４においては、模式的に安息角αが一定であるように示しているが、実際には、廃棄物はシャフト部２や炭化火格子部４において徐々に乾燥され熱分解されていくため状態が変化し、安息角も変化する。これに対して、なだれ込み抑制部１０は、炭化火格子部４の上方の廃棄物のなだれ込みを防止するものであるため、安息角αも、なだれ込み抑制部１０を配置する付近の廃棄物の安息角を基準とすることで、確実になだれ込みを防止することができる。
【００３４】
なお、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１において廃棄物を熱分解処理した場合に、シャフト部と炭化火格子部５との接続部５０付近に存在する廃棄物の安息角αは、処理対象とする廃棄物の状態（廃棄物の材質や形状や質量や含水率など）によって異なるが、３５度≦α≦５５度である。
【００３５】
以上説明したように、可動炭化火格子４１のストローク距離に基づいて決まる先端部１０ｃの水平方向における位置と傾斜角θ２の底面部１０ｂとが交わる位置が、先端部１０ｃの位置となる。なお、底面部１０ｂの傾斜角θ２は、０°以上であることが好ましい。棚吊りの発生を防ぐためである。また、０°以上であることで、炭化火格子部４や溶融炉部６から流れてくるガスの流れを阻害することもない。
【００３６】
以上のようにして決定される先端部１０ｃから延びる誘導面部１０ａは、その傾斜角θ１が、７５°＜θ１＜９０°であることが好ましい。傾斜角θ１が７５°以下であると、誘導面１０ａとの摩擦抵抗によって廃棄物の降下が停滞する原因となる。また、傾斜している必要があるので、少なくとも９０°未満である必要がある。
【００３７】
以上のなだれ込み抑制部１０を設けて、廃棄物の炭化火格子部４における斜面の位置を溶融炉部６側から遠ざけることにより、乾留が十分でない堆積物が溶融炉部６になだれ込んでしまうことを抑制することができる。また、炭化火格子部４における廃棄物の斜面の位置を溶融炉部６から離れた位置とするには、炭化火格子部４の水平方向の長さを長くすることでも達成できるが、その場合には廃棄物ガス化溶融炉１全体が大きくなってしまう。本実施形態のなだれ込み抑制部１０の場合には、廃棄物ガス化溶融炉１を大型化することなく、廃棄物が堆積する位置をずらし、廃棄物が溶融炉部６になだれ込むことを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態のなだれ込み抑制部１０の場合には、底面部１０ｂの傾斜角θ２が、０°以上である、つまり、なだれ込み抑制部１０が、シャフト部２内に収まっているため、炭化火格子部４の炭化火格子間から供給される空気や羽口６３から供給された空気などを含む高温ガスが上方に抜ける際に、ガスの流れを阻害することがないというメリットがある。さらに、底面部１０ｂによって上方に抜けるガスをシャフト部２の平面視の中央側に誘導することができるため、シャフト部２での廃棄物の乾燥処理を効率よく行うことができるという効果も得られる。
【００３９】
一方、なだれ込み抑制部１０が無い場合には、乾留が十分でない廃棄物が溶融炉部６になだれ込んでしまう。十分に乾燥、熱分解されていない廃棄物が溶融炉部６にそのまま落下すると、溶融炉部６における熱溶融処理の効率が低下してしまう。
【００４０】
また、なだれ込み抑制部１０を設けた場合であっても、底面部１０ｂの傾斜角θ２が廃棄物の安息角α以上である場合には、先端部１０ｃの位置が、なだれ込み抑制部１０が存在しない場合の廃棄物の斜面の延長線よりも内側に位置することになる。そうすると、結局、廃棄物の斜面の上端はシャフト部２と炭化火格子部４との接続部５０の位置になるので、廃棄物の堆積位置を溶融炉部６から遠ざけることができない。
【００４１】
なお、上述の説明では、先端部１０ｃが可動炭化火格子部のストローク幅によって決まる水平方向の位置と、傾斜角θ２の底面部１０ｂとが交わる位置に決まるとして説明したが、なだれ込み抑制部１０の先端部１０ｃの位置は、少なくとも、接続部５０を通る（接続部５０付近の廃棄物の）安息角αの角度で傾斜する直線よりも炭化火格子部４の炭化火格子側にあればよい。そのような位置になだれ込み抑制部１０の先端部１０ｃがあれば、堆積する廃棄物の位置を溶融炉部６側から遠ざかる位置にずらすことができる。
【００４２】
次に、溶融炉部６は、炭化火格子部４において廃棄物が熱分解（炭化）されて生成された熱分解残渣をさらに燃焼・溶融する。溶融炉部６は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる竪型で筒状の形状であり、側面の上方に炭化火格子部４が接続される。また、本実施形態の溶融炉部６は、平面視において、矩形形状である。
【００４３】
そして、溶融炉部６は、炭化火格子部４との接続位置から炉底側に進むにつれて、幅（図１においてＹ軸方向の幅）が狭くなる絞り部が形成されている。これは、処理対象物である熱分解残渣は溶融炉部６における溶融処理が進むと、徐々に容積が小さくなるためである。絞り部の水平面に対する傾斜角度は７５度より大きく設定されることが好ましい。傾斜角度が７５度より大きければ、溶融炉部６内の熱分解残渣はスムーズに降下し、棚吊り現象の発生も抑制される。一方、傾斜角度が７５度以下、特に７０度以下の場合には、熱分解残渣と絞り部の内面との摩擦によって熱分解残渣の荷下がりが停滞し、棚吊り現象が発生する場合がある。熱分解残渣の降下が停滞すると熱溶融処理が円滑に進まない。
【００４４】
なお、本実施形態では、溶融炉部６を水平面における断面形状が矩形形状であるとして説明したが、これに限られず、シャフト部２と同様に円筒形状でもよい。また、溶融炉部６が円筒形状である場合には、上述の絞り部は、下方にいくにしたがって溶融炉部６の内径が小さくなる、逆円錐台形状（いわゆる、朝顔（bosh）状）に形成されればよい。
【００４５】
溶融炉部６の天井部には、溶融炉部６における燃料などの副資材を溶融炉部６内に装入するための副資材装入口６６が形成されている。副資材は、例えば、コークスやバイオマスの炭化物など、熱分解残渣に含まれる不燃性成分を溶融させるための炭素系固形燃料であるが、これ以外の炭素系可燃性物質でもよい。また、副資材としては、燃料の他に、塩基度調整剤としての石灰石等も含んでよい。なお、これらの副資材は、廃棄物とともに廃棄物装入口２１からシャフト部２に装入してもよい。
【００４６】
溶融炉部６の炉下部には、羽口６３が周方向に複数配置される。羽口６３は、炭化火格子部４から供給された熱分解残渣や、副資材装入口６６から装入された燃料などを燃焼・溶融させるための酸素富化空気を溶融炉部６内に吹き込む。羽口６３から炉内に吹き込まれる酸素富化空気は、例えば酸素発生器６４からの酸素を混合することで酸素濃度を高めた空気である。
【００４７】
溶融炉部６の炉底には、熱分解残渣が溶融して生成される溶融物（すなわち、スラグ及びメタル）を排出する出湯口６５が形成される。出湯口６５は、不図示の開閉機構が設けられており、間欠的に溶融物を排出する。出湯口６５から排出された溶融物は、冷却・凝固させ、さらにスラグとメタルに分別される。
【００４８】
以上の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉１における廃棄物処理の流れを説明する。廃棄物装入口２１から装入された廃棄物は、シャフト部２内で廃棄物充填層１００を形成する。そして、炭化火格子部４の炭化火格子間から吹き込まれた空気や溶融炉部６の羽口６３から吹き込まれた空気や、廃棄物ガス化溶融炉１内で発生したガスが廃棄物充填層１００を通過する際に廃棄物と熱交換することにより、廃棄物の乾燥および熱分解が進行する。乾燥および熱分解には、廃棄物自身の発熱による熱も利用される。乾留炭化火格子部４の可動炭化火格子４１の動作によって炭化火格子上にある廃棄物が溶融炉部６側に押し出されていくことで、廃棄物充填層１００における廃棄物は乾燥・熱分解されながらシャフト部２内を徐々に降下し、シャフト部２下方の供給炭化火格子部４ａ上に到達する。廃棄物は供給炭化火格子部４ａで更に熱分解されながら、可動炭化火格子４１の動作によって攪拌されながら乾留炭化火格子部４ｂ側に移動する。乾留炭化火格子部４ｂにおいて、廃棄物はさらに熱分解され、熱分解残渣となって、溶融炉部６に供給される。この際、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１はなだれ込み抑制部１０を有するため、シャフト部２の下端から炭化火格子部４の炭化火格子上に堆積する廃棄物の溶融炉部６側の斜面が、なだれ込み抑制部１０が無い場合に比べて溶融炉部６から遠ざかる位置にずれている。そのため、仮にシャフト部側から廃棄物が落下しても、溶融炉部６にそのまま落下することがより抑制される。なお、溶融炉部６に供給される熱分解残渣は、溶融炉部６において安定して溶融処理が行われるようにするために、水分が質量比で１０％以下、固定炭素が質量比で３％以上であることが好ましい。
【００４９】
溶融炉部６内に落下した熱分解残渣は充填層１０１を形成する。溶融炉部６内には、副資材装入口６６からコークスなどが装入され、炉底において羽口６３から吹き込まれた酸素富化空気によって、コークスおよび熱分解残渣の炭素を燃焼させる。これにより炉底に高温のコークスベット１０２が形成され、その熱で熱分解残渣に含まれる灰分や不燃性成分を溶融し、溶融物として炉外に排出される。
【００５０】
炭化火格子部４の炭化火格子間から供給された空気や羽口６３から供給された空気などを含む高温ガスは廃棄物充填層１００を通過してシャフト部２の上部に到達し、廃棄口２２から排出される。廃棄口２２から排出された高温ガスは、例えば、ボイラー等の装置で廃熱を回収した後、無害化処理をして放出される。
【００５１】
以上説明した本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１によれば、炭化火格子部４において堆積する廃棄物の斜面の位置を溶融炉部６側からシャフト部２側に遠ざけることができ、それによって斜面の上方から落下した廃棄物が溶融炉部６にそのままなだれ込んで落下することを抑制することができる。
【００５２】
以上、本発明を実施形態により詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態および図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１  廃棄物ガス化溶融炉
２  シャフト部
２１  廃棄物装入口
４  炭化火格子部
４１  可動炭化火格子
４２  固定炭化火格子
４ａ  供給炭化火格子部
４ｂ  乾留炭化火格子部
６  溶融炉部
６３  羽口
６５  出湯口
１０，１０’  なだれこみ抑制部
１０ａ  誘導面部
１０ｂ  底面部
１０ｃ，１０ｃ’  先端部
【図１】
2013257100.tif 000003
【図２】
2013257100.tif 000004
【図３】
2013257100.tif 000005
【図４】
2013257100.tif 000006