(57)【要約】【課題】シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下した廃棄物の熱分解残渣の偏積状態を抑制できる廃棄物処理装置を提供する。【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、を備える廃棄物処理装置であって、前記溶融炉部の前記炭化火格子部の下方の側面部において、前記側面部側から前記溶融炉部の内部側に突き出る動作を行うプッシャーを備えることを特徴とする廃棄物処理装置。【選択図】図１
2013257099.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、を備える廃棄物処理装置であって、
前記溶融炉部の前記炭化火格子部の下方の側面部において、前記側面部側から前記溶融炉部の内部側に突き出る動作を行うプッシャーを備えることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記プッシャーは、前記炭化火格子部の下方の側面部と、当該側面部に対向する対向側面部と、の中間位置よりも前記炭化火格子部側の位置まで突き出ることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記溶融炉部は、上端部における水平断面の面積よりも下端部における水平断面の面積が小さい絞り部を備え、
前記プッシャーは、前記絞り部の前記上端部の位置から前記下端部の位置までの範囲に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記プッシャーは、前記溶融炉部の平面視において前記プッシャーの動作方向に直交する方向に複数配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記溶融炉部における前記処理対象物の堆積を検出するセンサと、
前記センサが前記処理対象物の堆積を検出した場合に、前記プッシャーを動作させるプッシャー制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
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、を備える廃棄物処理装置において、
前記溶融炉部の前記炭化火格子部の下方の側面部において前記側面部側から前記溶融炉部の内部側に突き出る動作を行うプッシャーを動作させて、前記溶融炉部内の前記処理対象物をならすことを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項７】
前記プッシャーを動作させた後に、処理対象物の溶融処理に用いられる副資材を前記溶融炉部内に装入することを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉上部から投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処理装置に関する。
【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羽口から空気又は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、廃棄物が投入され、投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】
上述のように、廃棄物溶融炉においては、熱分解された残渣が炭化火格子部から溶融炉部に落下し、溶融炉部において残渣が溶融されるが、溶融炉部に落下した残渣は、炭化火格子側から落下するため、炭化火格子側の側面側に偏って堆積するいわゆる偏積状態となりやすい。
【０００６】
残渣が偏積すると、安定して溶融処理ができなかったり、コークスなどの偏積を引き起こして溶融炉部内での温度等のバラつきを起こすなどの問題があった。
【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、シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下した廃棄物の熱分解残渣の偏積状態を抑制できる廃棄物処理装置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、を備える廃棄物処理装置であって、前記溶融炉部の前記炭化火格子部の下方の側面部において、前記側面部側から前記溶融炉部の内部側に突き出る動作を行うプッシャーを備えることを特徴とする廃棄物処理装置。
（２）上記（１）の構成において、前記プッシャーは、前記炭化火格子部の下方の側面部と、当該側面部に対向する対向側面部と、の中間位置よりも前記炭化火格子部側の位置まで突き出る構成とすることができる。（２）の構成によれば、プッシャーの動作によって処理対象物が圧縮されることによる棚吊り現象の発生を抑えることができる。
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記溶融炉部は、上端部における水平断面の面積よりも下端部における水平断面の面積が小さい絞り部を備え、前記プッシャーは、前記絞り部の前記上端部の位置から前記下端部の位置までの範囲に配置されることができる。（３）の構成によれば、溶融炉部内に堆積した処理対象物の表面部付近においてプッシャーが動作するので、より偏積を解消することができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかの構成において、前記プッシャーは、前記溶融炉部の平面視において前記プッシャーの動作方向に直交する方向に複数配置されることができる。（４）の構成によれば、複数のプッシャーにより確実に処理対象物の偏積を解消できる。
（５）（１）から（４）のいずれかの構成において、前記溶融炉部における前記処理対象物の堆積を検出するセンサと、前記センサが前記処理対象物の堆積を検出した場合に、前記プッシャーを動作させるプッシャー制御部と、をさらに備えることができる。（７）の構成によれば、偏積が発生した場合に、確実に偏積を解消することができる。
（６）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、を備える廃棄物処理装置において、前記溶融炉部の前記炭化火格子部の下方の側面部において前記側面部側から前記溶融炉部の内部側に突き出る動作を行うプッシャーを動作させて、前記溶融炉部内の前記処理対象物をならすことを特徴とする廃棄物処理方法。（８）の方法によれば、溶融炉部において炭化火格子部から落下した廃棄物の熱分解残渣の偏積状態を抑制できる。
（７）上記（６）の方法において、前記プッシャーを動作させた後に、処理対象物の溶融処理に用いられる副資材を前記溶融炉部内に装入することができる。（７）の方法によれば、副資材の溶融炉部内での偏積が抑制され、安定して溶融処理を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下した廃棄物の熱分解残渣の偏積状態を抑制できる廃棄物処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】廃棄物溶融炉の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す廃棄物溶融炉のＡ−Ａ’位置における断面図である。
【図３】炭化火格子部の火格子の斜視図である。
【図４】溶融炉部を上方から見た図である。
【図５】円筒状の溶融炉部を上方から見た図である。
【図６】他の実施形態の溶融炉部を上方から見た図である。
【図７】他の実施形態の溶融炉部を上方から見た図である。
【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処理装置である廃棄物溶融炉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溶融炉１の、図１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】
まずシャフト部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、下面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。シャフト部２の内径や高さは廃棄物溶融炉１において必要とされる処理能力などに応じて適宜設定できる。また、シャフト部２の横断面形状（水平面での断面）は、円形状でも矩形状でもよい。
【００１５】
次に、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。
【００１６】
まず、炭化火格子部４を構成する各炭化火格子の構造を説明する。なお、炭化火格子の構造は、上流側の供給炭化火格子部４ａと下流側の乾留炭化火格子部４ｂとで共通でよい。図３は、炭化火格子部４の炭化火格子の斜視図を示す。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、後述する空気の送風管４５ａ、４５ｂから、回収室４４ａ、４４ｂを介して供給される。また、可動炭化火格子４１は、往復運動するプッシャーなどを用いてもよい。
【００１９】
そして、このような可動炭化火格子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。供給炭化火格子部４ａの幅（図１においてＹ軸方向における幅）は、シャフト部２の内径と同じであることが好ましい。シャフト部２から炭化火格子部４に切り替わる箇所において供給炭化火格子部４ａの幅とシャフト部２の内径が同じであることで、廃棄物の荷下がり（廃棄物の降下）を安定化させることができる。その結果、シャフト部２から炭化火格子部４に切り替わる箇所やシャフト部２内において、廃棄物が棚吊り状態（廃棄物の降下が止まってしまう現象）になるなど荷下がり障害が発生することを抑制することができる。
【００２０】
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（スラグやメタル）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。乾留炭化火格子部４ｂの幅（図１のＹ軸方向における幅）は、溶融炉部６との接続部において溶融炉部６の幅と同じになるように、供給炭化火格子部４ａ側から溶融炉部６側に進むにつれて狭くなるように形成されていてもよい。これは、廃棄物が乾燥して熱分解が進むと容積が小さくなるので、その廃棄物の容積の減少に合わせて、溶融炉部６の容積も小さくするために、溶融炉部６の幅は通常はシャフト部２の内径などに比べて小さく形成される。そのため、乾留炭化火格子部４ｂを供給炭化火格子部４ａ側から徐々に幅を狭くして溶融炉部６に接続することで、廃棄物を円滑に溶融炉部６側に供給できる。
【００２１】
なお、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。
【００２２】
また、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。ただし水平炭化火格子のほうが廃棄物を送り出す供給能力が高い。そのため、廃棄物の処理量が大きい廃棄物溶融炉を設計する場合には、供給炭化火格子部４ａおよび乾留炭化火格子部４ｂの両方とも、水平炭化火格子にすることが好ましい。
【００２３】
また、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。この際、炉内状況などに応じて、流量調節弁４６ａ、４６ｂを調節して、供給炭化火格子部４ａに供給される空気の流量と、乾留炭化火格子部４ｂに供給される空気の流量と、を調節する。なお、流量調節弁４６ａと流量調節弁４６ｂとを１つの弁に統一して、送風管４５ａと送風管４５ｂに供給される空気の流量を一元管理してもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
そして、図２に示すように、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２においてＹ軸方向の幅）が狭くなる絞り部６０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。図２に示す、絞り部６０の水平面に対する傾斜角度θは７５度より大きく設定されることが好ましい。傾斜角度θ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θ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６０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。
【００２９】
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。
【００３０】
そして、本実施形態の溶融炉部６には、プッシャー１０が配置される。プッシャー１０は、溶融炉部６内に熱分解残渣が堆積して形成される充填層１０１の偏積を解消する。熱分解残渣の偏積とは、溶融炉部６内に落下した熱分解残渣の高さが一定ではなく、部分的に高く積っている状態を示す。可動炭化火格子４１の動作により、熱分解残渣が乾留炭化火格子部４ｂから溶融炉部６内に落下すると、図１に示すように、熱分解残渣は溶融炉部６内において、乾留炭化火格子４ｂ側の側壁６１側にうずたかく堆積する。このように熱分解残渣が偏積した状態となった場合に、プッシャー１０を駆動させると、プッシャーが側壁６１側に偏って堆積した熱分解残渣を溶融炉部６の中央側に押し出して、熱分解残渣をならし、偏積状態を解消することができる。図1において、プッシャー１０が破線で示す位置まで移動すると、側壁６１側に堆積していた熱分解残渣が対向する側壁６２側に押し出され、側壁６１側にうずたかく堆積した状態よりも偏積状態が解消される。さらに、プッシャー１０を何回か往復させれば、より偏積状態を解消することができる。
【００３１】
プッシャー１０は、例えば、円柱状の部材を用いることができる。プッシャー１０は、溶融炉部６に堆積した熱分解残渣の充填層１０１の表面の高さの偏りをならすために用いられるので、廃棄物溶融炉１の通常の操業時における充填層１０１の表面部分の高さの位置にプッシャー１０が配置されることが好ましい。本実施形態では、溶融炉部６の絞り部６０の上端の位置に配置された形態を例示する。
【００３２】
また、溶融炉部６に落下して堆積した熱分解残渣は、溶融炉部６の幅方向（Ｙ軸方向）の全域にわたって側壁部６１側に偏積するので、プッシャー１０によりその全域で偏積を解消することが好ましい。本実施形態では、幅方向の全域で偏積を解消する手段として、後述の図４に示すように、プッシャー１０を側壁部６１において幅方向（Ｙ軸方向）に複数（図では３つ）配列した構成を例示する。各プッシャー１０が溶融炉部６内に突出してくることで、それぞれのプッシャー１０の前方の熱分解残渣を押し出しすので、幅方向の全体で熱分解残渣の偏りをならすことができる。なお、溶融炉部６のＹ軸方向における幅が、乾留炭化火格子部４ｂの溶融炉部６との接続位置における幅、つまり熱分解残渣の溶融炉部６への落下範囲よりも大きい場合には、プッシャー１０は、少なくとも乾留炭化火格子部４ｂの溶融炉部６との接続位置におけるＹ軸方向における一端部から他端部までの範囲にわたって配置されることが好ましい。
【００３３】
また、プッシャー１０が溶融炉部６内に飛び出る幅（ストローク幅）は、熱分解残渣の乾留炭化火格子部４ｂから供給される方向（Ｘ軸方向）において、最大で溶融炉部６の中央付近の位置までとすることが好ましい。ここで、図４は、溶融炉部６を上方から見た図であり、乾留炭化火格子部４ｂとの接続部分を含む範囲を示している。図４に示すように、溶融炉部６のＸ軸方向における側壁６１から側壁６２までの距離をＤとした場合、プッシャーのストローク幅を、最大で、その半分の距離であるＤ／２の位置付近までとする。これは、プッシャー１０によって押された熱分解残渣が、対向する側壁６２とプッシャー１０とで挟まれて圧縮されて固まってしまうことを抑制するためである。熱分解残渣が圧縮されて固まると、固まった熱分解残渣によって熱分解残渣の降下が阻害され、棚吊り現象が生じる可能性があるためである。
【００３４】
なお、溶融炉部６が円筒状であり、水平面での断面形状が円形状である場合には、プッシャー１０の最大の突出位置は、円形断面の中心位置までとすればよい。図５は、円筒状の溶融炉部６’を上方から見た図を示す。溶融炉部６’が円筒状である場合には、各プッシャー１０の乾留炭化火格子部４ｂ側の側壁からのストローク幅はプッシャー１０の位置によって異なるが、いずれのプッシャー１０も、最大の突出位置が炉の円形断面の中心位置付近までとすれば、効果的に熱分解残渣の偏積を解消しつつ、熱分解残渣が圧縮されることによる棚吊り現象も防止できる。
【００３５】
プッシャー１０は、非動作状態では側壁６１内に引っ込んでおり、モータなどの駆動装置を用いて動作させて溶融炉部６内に突き出させることができる。なお、プッシャー１０の駆動源として、可動炭化火格子４１の駆動装置４３ｂを用いて、プッシャー１０を駆動装置４３ｂと連動させてもよい。
【００３６】
また、プッシャー１０を動作させるタイミングについては、後述する副資材装入口６６から副資材を装入する前に動作させることができる。副資材装入前に動作させて熱分解残渣をならしておくことで、その上に堆積する副資材の偏積を防ぐことができる。この場合は、たとえば副資材の装入処理を制御する副資材装入制御部が、副資材を装入させる処理を行う際に、プッシャーの駆動を制御するプッシャー制御部に対して信号を出力し、プッシャー制御部が信号に基づきプッシャー１０を動作させ、プッシャー１０の動作の後、副資材装入制御部が副資材を装入させるようにしてもよいし、オペレータが手動でプッシャー１０を動作させた後副資材を装入させてもよい。
【００３７】
また、予め設定した一定の周期で定期的にプッシャー１０を動作させてもよい。さらに、オペレータの目視により熱分解残渣の偏積を確認した場合にプッシャー１０を動作させてもよい。
【００３８】
さらに、溶融炉部６に偏積を検出するセンサを設けて、センサにより熱分解残渣の偏積状態が検出された場合にプッシャー１０を動作させるように制御してもよい。センサとしては、赤外線センサや超音波センサなどを用いて熱分解残渣の偏積部分を検出してもよいし、カメラによって溶融炉部６内に堆積する熱分解残渣を撮影し、画像処理により偏積状態の有無を検出してもよい。
【００３９】
また、センサとしては、上述のように偏積そのものを検出するものに限られず、熱溶融炉部６における熱分解残渣（充填層１０１）の堆積高さを検出するものでもよい。本実施形態の廃棄物溶融炉１の場合、乾留炭化火格子４ｂの端部から側壁６１に沿うように熱分解残渣が落下するので、熱分解残渣は熱分解残渣の安息角で堆積し、結果として偏積が生じることになる。そのため、熱分解残渣がプッシャー１０の高さの位置まで堆積したことが検出された場合に、プッシャー１０を動作させれば、偏積状態で堆積している熱分解残渣をならすことができる。具体的には、例えば、溶融炉部６内の熱分解残渣が通常堆積している位置（例えば、絞り部６０の下端位置）と炭化火格子部４の上方（例えば、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂとの境界部分の上方）に圧力センサを配置し、その差圧から熱溶融炉部６における充填層１０１の高さを求めることができる。すなわち、当該差圧と熱分解残渣の高さとの対応関係を予め求めておき、熱分解残渣がプッシャー１０の高さまで堆積した場合の差圧が検出されたらプッシャー１０を動作させればよい。
【００４０】
さらに、温度センサによって溶融炉部６における熱分解残渣の堆積高さを検出してもよい。具体的には、溶融炉部６内において、コークスベット１０２などが存在する炉底部分は非常に高温であるが、熱分解残渣に覆われることで熱が閉じ込められる。従って、溶融炉部６に堆積している熱分解残渣の堆積高さが低ければ溶融炉部６の上方あるいは炭化火格子部４内の温度が上昇する。一方、熱分解残渣の堆積高さが高ければ温度は低下する。従って、予め熱分解残渣の堆積高さと温度センサを配置する位置における温度との対応関係を求めておき、熱分解残渣がプッシャー１０の高さまで堆積した場合における温度になった場合、あるいは当該温度以下である場合にプッシャー１０を動作させればよい。
【００４１】
偏積を解消するために、プッシャー１０は複数回往復運動を行ってもよい。目視により偏積を監視する場合には、偏積が解消したことが確認できるまで動作させることができる。また、センサにより偏積を検出する場合には、センサによって偏積した状態を示す検出がされなくなるまでプッシャー１０を動作させることができる。なお、本実施形態のように、プッシャー１０が複数である場合には、各プッシャー１０は、同じタイミングで動作してもよいし、それぞれ異なるタイミングで動作してもよい。
【００４２】
また、プッシャー１０は、高温の溶融炉部６内に配置されるので、耐熱性や耐火性に優れた材料で形成されることが好ましい。
【００４３】
また、プッシャー１０は、非動作時は、側壁６１に形成される収納孔に収納されており、動作時は収納孔から突き出るが、プッシャー１０が収納されている際、あるいは動作時に熱分解残渣が収納孔内あるいはそこから駆動装置などに入り込まないように、プッシャー１０と収納孔との隙間は適切なシール部材でシールされていることが好ましい。
【００４４】
以上説明したプッシャー１０により、乾留炭化火格子４ｂ側の側壁６１側に偏積した熱分解残渣をならすことができるので、熱分解残渣の偏積を適切なタイミングで解消し、偏積の発生を最低限に抑えることができる。
【００４５】
一方、プッシャー１０を備えない場合には、乾留炭化火格子部４ｂから落下した熱分解残渣は、溶融炉部６内において側壁６１側にうずたかく積ってしまう。側壁６１側に偏積した場合、局所的に溶融炉部６の炉底側の羽口６３から吹き込まれた酸素が上方に抜けて炉底上部において酸化溶融反応を起してクリンカ付着を起こすなど、安定運転の妨げとなる。また、熱分解残渣が偏積していると溶融炉部６の上方から装入され熱分解残渣の上に堆積するコークスや石灰石も偏積しやすくなる。コークス等の燃料が偏積すると炉底において温度のバラつきが生じ、局所的に温度が低い箇所で付着物などを生じてしまう。また、石灰石が偏積すると塩基度のバラつきが生じ、溶融物の流動性が悪化して安定的な運転ができない。
【００４６】
なお、プッシャー１０は、溶融炉部６内において棚吊り現象が起こった場合に、その棚吊り現象を解消するために用いられてもよい。具体的には、たとえばプッシャー１０の下方の炉底の上部（絞り部６０の下端付近）で棚吊り現象が起こった場合、プッシャー１０を動作させることで、充填層１０１の熱分解残渣にプッシャー１０から圧力や振動が加わる。プッシャー１０から力や振動が加えられることで、棚吊り現象の原因となっている塊状の熱分解残渣を崩し、棚吊り現象を解消することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
溶融炉部６の炉底側には、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。
【００４９】
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。
【００５０】
以上の構成を有する廃棄物溶融炉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。なお、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。
【００５１】
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。熱分解残渣は、乾留炭化火格子部４ｂの最終段から溶融炉部６内に落下して供給されるので、溶融炉部６の乾留炭化火格子側の側壁６１側に高く積りやすい。この際、本実施形態では、プッシャー１０の動作により、偏積した熱分解残渣を均して偏積を抑えることができる。
【００５２】
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、コークスおよび廃棄物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。
【００５３】
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。
【００５４】
以上説明した本実施形態の廃棄物溶融炉１によれば、炭化火格子部４における廃棄物の熱分解により生成される熱分解残渣が溶融炉部６内に落下して、乾留炭化火格子４ｂ側の側壁６１に偏って堆積しても、その偏った堆積状態を解消することができる。溶融炉部６における偏積が解消された状態が維持されることで、溶融炉部６の炉底における固形物の付着や、温度や塩基度のバラつき等が抑制され、安定して熱分解残渣の溶融処理を行うことができる。
【００５５】
また、プッシャー１０の最大の突出位置を、熱分解残渣の乾留炭化火格子４ｂからの供給方向において、溶融炉部６の中央部付近までとすることにより、プッシャー１０によって熱分解残渣が圧縮されて塊となってしまうことが抑制される。これにより、プッシャー１０の動作による棚吊り現象が起こることがなく、溶融炉部６において熱分解残渣の処理を安定して行うことができる。
【００５６】
また、プッシャー１０の動作により、プッシャー１０の下方で発生する熱分解残渣の棚吊り現象を解消することもできるという効果が得られる。
【００５７】
また、プッシャー１０により偏積を解消することで、例えば、不活性ガスを噴出させるブラスターなどを用いて熱分解残渣の偏積を解消する場合に比べて、ランニングコストを抑えることができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、プッシャー１０を絞り部６０の上端の位置に配置するとして説明したが、その位置に限定されない。廃棄物溶融炉１の操業時における充填層１０１の上面部分の通常時の位置等の条件に応じて、上下方向の位置は適宜設定することができるが、絞り部６０の上端の位置から下端の位置までの範囲に配置されることが好ましい。
【００５９】
また、本実施形態では、プッシャー１０が円柱状であるとして説明したが、これに限られない。プッシャー１０の形状は、三角柱や四角柱などの角柱でもよい。また、先端部の面が傾斜していてもよいし、先端部が曲面となっていてもよいし、先端部に凹凸が形成されていてもよい。
【００６０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。図６は、本実施形態の溶融炉部６を上方から見た図であり、乾留炭化火格子部４ｂとの接続部分を含む範囲を示している。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の構成においては、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６１】
本実施形態は、プッシャー１０が溶融炉部６の幅方向（Ｙ軸方向）に、プッシャー１０間の隙間が少なく、第１の実施形態に比べて密集して配置されている例である。プッシャー１０が隙間なく配置されていることで、偏って堆積した熱分解残渣を確実にならすことができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。図７は、本実施形態の溶融炉部６を上方から見た図であり、乾留炭化火格子部４ｂとの接続部分を含む範囲を示している。なお、本実施形態の説明において、第１、第２の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６３】
本実施形態は、プッシャー１０’が、幅広の１つの部材で構成されている点を特徴とする。本実施形態のプッシャー１０’は、図６に示すように、溶融炉部６の幅方向のほぼ全域を占めるように形成される。溶融炉部６に堆積する熱分解残渣は、乾留炭化火格子部４ｂの幅方向の全域にわたって側壁部６１側に偏積する。そのため、溶融炉部６の幅方向全体を占めるように形成されるプッシャー１０’によれば、熱分解残渣の偏積を確実に解消することができる。また、プッシャー１０’は一体であり、複数のプッシャーを配置した場合に生じるプッシャー間の隙間がなく、より確実に熱分解残渣を均すことができる。
【００６４】
なお、溶融炉部６の幅が乾留炭化火格子部４ｂの溶融炉部６との接続位置における幅よりも広い場合には、プッシャー１０’の幅は、乾留炭化火格子部４ｂの幅と同程度であってもよい。乾留炭化火格子部４ｂの幅と同程度であれば、少なくとも熱分解残渣の落下する範囲について熱分解残渣をならすことができるので、偏積を解消できる。
【００６５】
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】
【００６６】
１  廃棄物溶融炉
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’  プッシャー
【図１】
2013257099.tif 000003
【図２】
2013257099.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013257099.tif 000006
【図５】
2013257099.tif 000007
【図６】
2013257099.tif 000008
【図７】
2013257099.tif 000009