(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を供給して低温下にて一次ガス化させる流動層を用いたガス化炉と、前記流動層ガス化炉にて得られたガス状物を導入し高温下にて二次ガス化する高温酸化炉とを有する廃棄物のガス化処理装置において、前記高温酸化炉の炉壁を水管が内蔵されたボイラ壁構造または水冷ジャケット壁構造とし、前記高温酸化炉あるいは後段の除塵装置にて回収されるスラグもしくは溶融飛灰の一部を流動層ガス化炉、高温酸化炉あるいはその間のガス状物経路に供給する灰循環供給ラインを設け、高温酸化炉に導入されるガス状物に同伴させて二次ガス化時に炉壁に堆積灰コーティング層を常時形成可能としたことを特徴とする廃棄物のガス化処理装置。
【請求項２】
前記流動層ガス化炉、高温酸化炉あるいはその間のガス状物経路に外部から導入した焼却灰等の灰補充ラインを設けて、高温酸化炉に導入されるガス状物に同伴させる灰量を設定値に確保したことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物のガス化処理装置。
【請求項３】
廃プラスチック、下水汚泥、シュレッダーダスト、都市ゴミなどの有機性廃棄物を流動層を用いたガス化炉へ供給することにより一次ガス化させ、前記流動層ガス化炉にて得られたガス状物を高温酸化炉へ導入して高温下にて二次ガス化することにより有用ガスを生成する廃棄物のガス化処理方法において、前記高温酸化炉へ導入される一次ガスに含有される灰量を前記高温酸化炉の水冷壁への堆積灰コーティング層の設定層厚となるように設定したことを特徴とする廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法。
【請求項４】
前記設定灰量は高温酸化炉にて生成されるスラグを流動層ガス化炉、高温酸化炉あるいはその間のガス状物経路に循環供給することにより行われ、または、外部から導入した焼却灰等を灰補充ラインを通じて供給して行われることを特徴とする請求項３に記載の廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法。
【請求項５】
前記循環供給スラグおよび補充灰は予め粉砕されて粒度調整されていることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法。
【請求項６】
廃プラスチック、下水汚泥、シュレッダーダスト、都市ゴミなどの有機性廃棄物を流動層ガス化炉に供給することにより一次ガス化させ、前記流動層ガス化炉にて得られたガス状物を高温酸化炉に導入して高温下にて二次ガス化することにより有用ガスを生成する廃棄物のガス化処理方法において、前記高温酸化炉の水冷壁に付着堆積されている固化灰コーティング層と、この固化灰コーティング層の上面にて炉内温度により溶融された溶融灰コーティング層とが形成されるように水冷温度を調整し、固化灰コーティング層による炉壁保護をなすようにしたことを特徴とする廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法に係り、特に流動層ガス化炉と高温酸化炉を用いた二段ガス化をなすシステムにおける前記高温酸化炉の炉壁セルフコーティングを行わせる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、下水汚泥、廃プラスチック、廃ＦＲＰ、バイオマス廃棄物、自動車廃棄物、廃油等に代表される有機性廃棄物は、一般的に焼却処理により減容化されるか、あるいは未処理のまま埋立処分されており、これらがリサイクル利用される量は全体からみればごく僅かである。
【０００３】
上記の焼却処理においても、これまではストーカ炉や流動層炉が用いられてきたが、燃焼時の空気比が高いため排ガス量が多く、また炉から排出された金属類は酸化されているためリサイクルに適さなかった。最近では、こうした焼却設備に灰溶融設備を併設するところも増えつつあるが、装置全体の建設コストや運転コストの上昇を招く結果となった。
【０００４】
こうした問題を解決するために発明されたのが特開平７−３３２６１４号であり、ここでは有機性廃棄物を流動層炉へ供給してガス化し、有価金属を未酸化状態で取り出すとともに、生成ガスを後段の溶融燃焼炉へ供給して高温下で完全燃焼させることにより、灰分を溶融スラグ化して減容化し埋立処理可能な安定なスラグにして埋立処分地延命化したり、土建材としてリサイクルする方法が提示されている。上記の方法は、前段の流動層炉により廃棄物から未燃チャーを含む可燃性ガスを生成させ、後段の溶融燃焼炉へ供給して高温下にて完全燃焼することにより灰分を溶融スラグ化するとともに、ダイオキシン類の完全分解を期待するものである。
【０００５】
このように、流動層ガス化炉の生成ガスを後段の溶融燃焼炉にて完全燃焼させた場合、排ガスの保有する熱の有効利用を図ることができるものの、生成ガスは多量の可燃性ガス成分を含むようにでき、これを合成ガスのような形で例えば化学工業用原料としてリサイクル利用することが可能となる。これが、いわゆるケミカルリサイクルの考え方である。
【０００６】
このような観点から流動層ガス化炉にて比較的低温下で一次ガス化し、得られたガス状物と未燃チャーを高温酸化炉へ供給して二次ガス化し、Ｈ2（水素）、ＣＯ（一酸化炭素）主体の合成ガスを回収することで有用資源化が図れる。しかし、二次ガス化するために用いられる高温酸化炉は１２００〜１６００℃の高温度下で使用されるため、その炉壁構造は、一般的には図３に示すように、外表面側から鉄皮１、キャスタブル２、断熱レンガ３、耐火断熱レンガ４、耐火レンガ５が積層された構造となっている。このような高温酸化炉では、有機性廃棄物を原料とすることにより得られた一次ガスを供給して高温下にて二次ガス化を行うと、溶融スラグ層が炉の内壁面に形成されて流動下降するが、スラグ中に含有される塩類などにより耐火レンガ５の表層面が浸食されてしまう。したがって、高温酸化炉における耐火レンガ５には、耐熱性のみならず、強度の耐食性が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有機性廃棄物を低温ガス化することにより得られた一次ガスを１２００〜１６００℃もの高温下にてガス化して二次ガスを得るような高温酸化炉に適合するレンガが見出し難いため、前述した鉄皮１とキャスタブル２に加えて更に三層のレンガを積層した構造を採用しても耐久性も充分とはいえなかった。そこで、高温酸化炉の炉壁を水管が内蔵されたボイラ壁構造または水冷ジャケット壁構造とすることで冷却し、炉内全面を十分な量の溶流スラグでコーティングした状態とすることで保護することが考えられる。しかしながら、プラスチック廃棄物やバイオマス廃棄物のような有機性廃棄物では灰分が少ないため、高温酸化炉の炉内全面を溶流スラグがコーティングした状態で覆うことが困難であり、耐火レンガへのアタックを完全に防ぐことは現実的には難しかった。
【０００８】
本発明は、流動層ガス化炉による一次ガス化と高温酸化炉による二次ガス化を行うに際して、特に高温酸化炉の炉壁保護を有効に図ってその耐久性を増大させることができるようにした廃棄物のガス化処理装置および炉壁セルフコーティング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る廃棄物のガス化処理装置は、有機性廃棄物を一次ガス化する流動層を用いたガス化炉と、前記流動層ガス化炉にて得られたガス状物を導入し高温下にて二次ガス化する高温酸化炉とを有し、前記高温酸化炉の炉壁は水管が内蔵されたボイラ壁構造または水冷ジャケット構造とする装置であって、前記高温酸化炉にて生成されるスラグもしくは溶融飛灰の一部を低温ガス化炉、高温酸化炉あるいは両炉間のガス状物経路に供給する灰循環供給ラインを設け、高温酸化炉に導入されるガス状物に同伴させることにより、二次ガス化時に炉壁に堆積灰コーティング層を常時形成可能とした。別法として、前記低温ガス化炉、高温酸化炉あるいは両炉間のガス状物経路中に外部から導入した焼却灰等の灰補充ラインを設けて、高温酸化炉に導入されるガス状物に同伴させる灰量を設定値に維持することもできる。
【００１０】
本発明に係る廃棄物のガス化処理における炉壁セルフコーティング方法は、廃プラスチック、シュレッダーダスト、都市ゴミ、下水汚泥などの有機性廃棄物を流動層を用いたガス化炉へ供給することにより一次ガス化させ、前記流動層ガス化炉にて得られたガス状物を高温酸化炉に導入して高温下にて二次ガス化することによりＨ2（水素）、ＣＯ（一酸化炭素）主体のガスを回収する廃棄物のガス化処理方法において、前記高温酸化炉へ導入される一次ガスに含有される灰量を前記高温酸化炉の水冷壁への堆積灰コーティング層の設定層厚となるように設定調整したものである。前記灰量の設定は高温酸化炉にて生成されるスラグもしくは溶融飛灰の一部を低温ガス化炉、高温酸化炉あるいは両炉間のガス状物経路中に供給するとともに、外部から導入した焼却灰等を灰補充ラインを通じて供給することもできる。また、前記供給スラグおよび補充灰は予め粉砕により粒度調整することが望ましい。
【００１１】
更に、廃プラスチック、シュレッダーダスト、都市ゴミ、下水汚泥などの有機性廃棄物を流動層を用いたガス化炉に供給することにより一次ガス化させ、得られたガス状物と未燃チャーを高温酸化炉に導入して高温下にて二次ガス化することによりＨ2、ＣＯ主体のガスを回収する廃棄物のガス化処理方法において、前記高温酸化炉の水冷壁内面に付着堆積されている固化灰コーティング層と、この固化灰コーティング層の上面にて炉内温度により溶融された溶融灰コーティング層とが形成されるように水冷温度を調整し、固化灰コーティング層による耐火レンガの保護をなすようにしている。
【００１２】
【作用】
有機性廃棄物と含酸素ガスを流動層ガス化炉中で接触させることにより比較的低温下（４５０〜８５０℃）にて部分酸化して一次ガス化が行われる。得られた高カロリーのガス状物と未燃チャーと含酸素ガスを高温酸化炉に導入し、ここで高温（１２００〜１６００℃）にて二次ガス化することにより、有用な合成ガスとしてのＨ2（水素）、ＣＯ（一酸化炭素）主体のガスを生成することができる。
【００１３】
本発明では、高温酸化炉の炉壁を水管を内蔵したボイラ壁構造あるいは水冷ジャケット壁構造となして冷却し、高温酸化炉から排出されるスラグもしくは溶融飛灰の一部を再度高温酸化炉に供給して溶融するようにしているため、高温酸化炉に供給される一次ガスに同伴する灰分を常に一定量確保することができる。炉壁では水管等による冷却作用によって固化灰コーティング層が形成され、その表層面には炉内温度により溶融された溶融灰コーティング層が形成される。上流である流動層ガス化炉へ供給される廃棄物の組成変化によりその発熱量や水分量が変化することで高温酸化炉の炉内温度が高温となり、炉壁に付着した灰の流動性が増すことによって灰コーティングの層厚が薄くなっても水管の冷却作用により固化コーティング層を残存させることができ、これが耐火レンガを保護してくれる。
【００１４】
また、原料として廃プラスチック、バイオマス廃棄物等を使用した場合には、灰分が少ないため、高温酸化炉の炉壁に積極的に灰コーティング層を形成維持することが困難となる。このような場合には、一次ガス中に適正な量の灰が同伴するように、焼却灰や石炭灰等を補給するようにすればよい。高温酸化炉での必要灰量は炉壁の内表面積と溶融灰コーティング層の必要層厚と溶融スラグの流下速度によって決定できる。したがって、流動層ガス化炉からの一次ガス中に含まれる灰量と、高温酸化炉から排出されて循環供給されるスラグ量、外部からの補充灰量の合計が必要灰量となるように設定すればよい。循環スラグや補充灰は高温酸化炉に導入される前に予め粉砕されて粒度が一定値以下となるように調整されている必要がある。粒度が粗いと一次ガス中への分散が不均一となって定量的な供給ができなくなるため、灰粒度を細かくして灰コーティングの形成を確実になさしめている。
【００１５】
高温酸化炉の炉壁保護のためには一定厚さの灰コーティング層が形成される必要があるが、炉壁での除熱量を調整することによって層厚を調整することができる。したがって耐火レンガの劣化のおそれなどが生じた場合には、冷却温度を低下させることにより固化灰コーティング層の厚さを厚くすることにより、炉壁の保護強化を図ることが可能である。ただし、水冷部表面の温度はＨ2Ｓ（硫化水素）やＨＣｌ（塩酸）等の腐食性ガス成分を含んだ生成ガスの露点より高いものとし、水管（炉壁、鉄皮）の腐食を防止する必要がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る廃棄物のガス化処理装置および炉壁セルフコーティング方法の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態に係る廃棄物のガス化処理装置のフロー図である。
当該ガス化処理装置は、前段の流動層ガス化炉にて４５０〜８５０℃の比較的低温下で一次ガス化させ、一次ガス中に微粉化した未燃チャーを同伴した状態で、後段の高温酸化炉にて１２００〜１６００℃で二次ガス化することにより、Ｈ2（ＳＫ水素）、ＣＯ（一酸化炭素）主体の合成ガスを生成するようにしている。
【００１７】
まず、ガス化処理装置に供給される原料としては、都市ごみ、下水汚泥、固形化燃料、スラリー化燃料、廃プラスチック、廃ＦＲＰ、バイオマス廃棄物、自動車廃棄物、廃油などの有機性廃棄物や底品位炭を用いることができる。有機性廃棄物は、３０ｍｍ程度に粗破砕して供給され、固形化燃料、スラリー化燃料、廃油はそのまま供給される。また、低品位炭は、４０ｍｍ程度に破砕して供給される。これらを、ピッ卜にて受入れ、十分に攪拌・混合した後に、適宜流動層ガス化炉１０へ供給する。ガス化される廃棄物の性状（発熱量や水分）が良くない場合には、必要に応じて石炭やオイルコークス等を補助原料として添加することもできる。添加する量は廃棄物の性状により適宜決定される。こうして予め必要に応じ破砕された有機性廃棄物１２は、ホッパーへ供給された後に、スクリュー式の定量供給装置１４を用いて流動層ガス化炉１０へ供給される。
【００１８】
上記廃棄物が投入される流動層ガス化炉１０は、下位の流動層部１６と上位のフリーボード部１８から構成され、両者はネック部２０を介して連通している。流動層部１６には炉底に配置された分散板２２上に砂（硅砂、オリビン砂など）、アルミナ、鉄粉、石灰石、ドロマイト等が流動媒体２４として充填されており、前記分散板２２を介して流動媒体２４の層中に流動化ガスを噴出させることにより流動媒体２４の流動化を図るようにしている。また、前記分散板２２は中央が突き出た円錐を伏せたような形状とされ、流動化ガスは分散板２２の中央部と周辺部とに分割されて供給される。中央部に供給される流動化ガスの流速は小さくされ、後述するスクラバ５６出口の生成ガスの一部をリサイクルすることにより酸素を希釈する。周辺部へ供給される流動化ガスの流速は大きくされ、同様に前記リサイクルガスを加えて酸素濃度を中央部と同じか若しくは高くする。これにより、流動媒体２４が流動層部中央部にて下降流となり、周辺部にて上昇流となるような、旋回運動を流動層内に生じさせるようにしている。
【００１９】
中央部流動化ガスは酸素濃度が低くされているため、流動層中央部に下降流として形成される流動層内で生じたタールを含む発熱量の大きい可燃性ガスは、わずかに乾溜に近い条件で熱分解ガス化された後に、フリーボード部１８へ上昇する。前記中央部流動層において生成した固形物であるチャーは、流動媒体とともに周辺部の流動層へ循環移動され、酸素濃度が相対的に高い周辺部流動化ガスと接触することによりチャーを部分燃焼して、ＣＯ、ＣＯ2主体ガスとなり炉内を４５０〜８５０℃に維持する熱を発生する。こうして流動層内では一次ガス化によりガス、タール、チャーが生成するが、温度が低いほどタールとチャ一の生成率は増加し、ガスの生成率は減少する。ガス化炉内部全体は還元雰囲気に保たれるため、廃棄物に含まれる金属のうち融点が流動層温度より高いものは、未酸化状態の有価金属としてガス化炉の炉底より流動媒体と共に排出される。従って、例えばアルミニウムは、流動層温度がアルミニウムの融点である６６０℃より低い場合は未酸化の金属状態のまま回収できる。この回収のために流動層炉の周辺部に排出口２６が設けられている。こうして不燃物に含まれる鉄、銅、アルミニウム等の有価金属を未酸化でクリーンな状態でこの排出口２６から回収できる。同時にこの排出口２６から不燃物とともに排出される流動媒体２４の硅砂は、分給操作により不燃物を分離後バケットコンベア等を用いて上方へ搬送され、流動層ガス化炉１０に戻すようにする。
【００２０】
ガス化炉１０の流動層部１６に投入された有機性廃棄物は、一次ガス化によりガス、タール、チャーとなり、ガスとタールは、気化して炉内を上昇する。チャーは部分酸化を受けつつ流動媒体の旋回運動により微細化される。微細化されたチャーは多孔質で軽いため、ガスの上向きの流れに同伴される。流動媒体２４に固い硅砂を用いることで、チャーの粉砕は一層促進される。流動層ガス化炉１０を出たガス、タール、未燃チャーは次段の高温酸化炉３０へ供給され、ここでの高温の二次ガス化により、ＣＯ（一酸化炭素）、Ｈ2（水素）主体の合成ガスを生成するようにしている。
【００２１】
流動層ガス化炉１０の炉頂より排出された一次ガスは、次段の高温酸化炉３０に対し、一次ガス搬送経路３２を通じて供給される。高温酸化炉３０の頂部にはバーナが取付けられており、ここで一次ガスとガス化剤としての酸素ガスとを別々に炉内に供給することで、１２００〜１６００℃の高温下で部分酸化による二次ガス化を行うようにしている。高温酸化炉３０の上半部は耐火物で内張りされた反応室３４が形成されている。また、高温酸化炉３０の下部には急冷室３６が設けられ、反応室３４と急冷室３６とをスロート部３８で連通している。急冷室３６にはガス急冷用の水を送る水ライン４０が開口され、適宜な水位となるように水を供給排出している。反応室３４で発生した二次ガスは、スロート部３８を通過し、急冷室３６内の水中に吹き込まれ、その後、急冷室３６の水面の上方域に設けられたガス排出口４２からガスライン４４を通って後続するスクラバ５６へ送給させるようにしている。
【００２２】
この場合、前記高温酸化炉３０への一次ガスの供給は、反応室３４内で旋回流となるように供給し、未燃チャーの滞留時間が長くなるようにすることが望ましい。これにより未燃チャーは炉壁に沿って周回しつつ下降し、燃焼火炎と炉壁からの輻射熱によりガス化剤と旋回流中で混合しながら、１２００〜１６００℃で高速ガス化する。この二次ガス化に伴い未燃チャーに含まれる灰分はスラグミストとなり、旋回流の遠心力により反応室３４の炉壁上の溶融スラグ層に捕捉され、炉壁を流れ下って急冷室３６に入り、急冷室３６にて水砕されてスラグ粒となり、ロックホッパ４６を介して外部に排出され、スクリーン４８により、粗粒スラグと微粒スラグに分別される。
【００２３】
このようにして前段の流動層ガス化炉１０による一次ガス化に伴い有価金属を未酸化状態で回収し、この一次ガスと同伴する未燃チャーを後段の高温酸化炉３０にて二次ガス化することができる。後段の高温酸化炉３０では１２００〜１６００℃の高温ガス化により、炭化水素、タール、チャーはほぼ完全に分解され、生成ガスはＨ2（水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＣＯ2（二酸化炭素）、Ｈ2Ｏ（水蒸気）から成るガスとなる。また、スラグ粒化した灰分は、高温酸化炉３０の炉底より排出される。こうして、有機性廃棄物から有価金属やスラグの回収を行うとともに、合成ガスを生成することができる。
【００２４】
合成ガスを回収するために、前記高温酸化炉３０の急冷室３６の上部に設けられたガス排出口４２はガスライン４４によりスクラバ５６に接続され、二次ガス中に含まれる微粒の未反応カーボンや灰分を除去するようにしている。これは二次ガスを水で洗浄してガス中から固形分の分離を図るものである。またスクラバ５６の後段には酸性ガス除去装置５８が配置され、ここでＣＯ2（二酸化炭素）、Ｈ2Ｓ（水蒸気）、ＣＯＳ（硫化カルボニル）等の酸性ガスを取り除き、合成ガスとして使用できるように精製する。さらに精製されたガスはコールドボックス６０へ送給されＣＯを深冷分離することで、残存するＨ2を例えばアンモニア製造設備へ送給するようにしている。
【００２５】
このような二段ガス化装置において、本実施形態では、前記高温酸化炉３０の炉壁構造は、図２にその一部を示しているように、鉄皮６２の内面にキャスタブル６４を張り付け、さらにその内面に耐火レンガ６６を積層した構成とされ、特に前記キャスタブル６４には水管６８を通して水等の冷却媒体を流通させるようにしたボイラ壁構造としている。この構造により、反応室３４側の耐火レンガ壁表面温度が固化灰コーティング層７６を形成するに必要な温度となるようにしている。
【００２６】
上記ボイラ壁構造を採用した高温酸化炉３０に対し、前述したように流動層ガス化炉１０から一次ガスが導入されるが、この一次ガスの二次ガス化の過程で生じるスラグミストを積極的に前記炉壁に堆積コーティングすべく、この実施形態では高温酸化炉３０の急冷室３６から回収された微細スラグの一部を微粉砕後、流動層ガス化炉３０のフリーボード部１８下部へ供給するようにしている。これにより、高温酸化炉３０に供給される一次ガス中には常に一定量の灰分が確保される。高温酸化炉３０での高温の二次ガス化に伴いチャーに含まれる灰分及び微粉化された水砕スラグはスラグミストとなり、旋回流の遠心力により反応室３４の炉壁上に溶融スラグ層を形成する。次いで、炉壁を流れ下って急冷室３６に入り、急冷室３６にて水砕されたスラグは、下部のロックホッパ４６を介して外部に排出され、スクリーン４８によって粗粒スラグと微粒スラグに分別される。返送対象のスラグはガス化効率をさらに上げるのであれば未燃チャーが含まれている微粒スラグとするのが好ましい。実施形態では図１に示しているように、粉砕した微粒スラグを返送するようにしている。
【００２７】
このため、スラグ返送ライン（灰循環供給ライン）７０がスクリーン４８の篩下排出側に接続され、微粉砕機７２を介して流動層ガス化炉１０に接続されている。また、灰バンカ７４がスラグ返送ライン（灰循環供給ライン）７０に隣接して設けられており、外部から搬入した焼却灰等を補充灰として用いることができるようにしている。これは原料の有機性廃棄物が廃プラスチック等の場合には灰不足により炉壁への堆積灰コーティング層厚さが薄くなり、ガスに含有されるＨＣｌ（塩酸）、Ｈ2Ｓ（硫化水素）等の腐食性ガス成分が水管６８等を損傷したり、溶融スラグ中の塩類が耐火レンガを損耗するような事態を防止するためである。返送スラグと補充灰の総量は高温酸化炉３０において灰コーティング層として必要な厚さを形成するに必要な量が確保されればよい。具体的には、溶融灰コーティング層が単位時間当たりに流下する量に対して、流動層ガス化炉１０から導入される一次ガスに含まれる灰分と、返送スラグ、並びに補充灰の総量が見合うように調整すればよい。
【００２８】
このようなスラグ返送ライン（灰循環供給ライン）７０により高温酸化炉３０で分離されたスラグや補充用灰が高温酸化炉３０に一次ガスに同伴して供給される。高温酸化炉３０の炉壁は水管６８により冷却されており、耐火レンガ６６の表面温度が灰固化温度となるように設定されているため、堆積灰の水平方向にて急な温度勾配をもつことになる。したがって灰層は炉壁内面に付着堆積されている固化灰コーティング層７６と、この固化灰コーティング層７６の炉内側の溶融灰コーティング層７８とが形成される。それゆえ、両層７６、７８の中間には境界面８０が存在する。
【００２９】
高温酸化炉３０における二次ガス化は高速反応であり、前段の流動層ガス化炉１０での原料廃棄物の組成変動等に起因して、炉内温度に変動が生ずる。一次ガスの組成変化により高温酸化炉３０内温度が１６００℃近くに上昇しても、灰堆積層の温度勾配が強くなるために灰の堆積量は減少するが、炉壁は水管６８により冷却されているため、耐火レンガ６６の表面は固化灰コーティング層７６によって保護される。逆に炉内温度が１２００℃近くなっても、灰の堆積層の温度勾配が緩くなるために灰の堆積量は増大するが、耐火レンガ６６の表面が固化灰コーティング層７６によって保護されることに変わりはないのである。これによってセルフコーティング作用が得られ、高温酸化炉３０での堆積灰による保護が確保され、炉壁が腐食性ガス成分や溶融スラグにより損傷を受けることを未然に防止できる。
【００３０】
このように本実施形態では高温酸化炉３０のスラグや焼却灰等の灰を補充して高温酸化炉に導入することによって、灰のセルフコーティング作用により、炉壁の保護を図ることができる。
なお、上記実施形態ではスラグや焼却灰等の灰の返送を流動層ガス化炉１０に対して行ったが、原料中に混合させるようにしてもよく、一次ガス中に均一分散可能であれば高温酸化炉３０に至る経路中のどこでも供給することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は高温酸化炉の炉壁を水管が内蔵されたボイラ壁構造とし、前記高温酸化炉にて生成されるスラグもしくは灰を低温ガス化炉、高温酸化炉あるいは両炉間のガス状物経路中に供給する灰循環供給ラインを設け、高温酸化炉へ導入されるガス状物に同伴させて二次ガス化時に炉壁に堆積コーティングを形成するようにし、炉壁のセルフコーティング作用を確実にするようにしたので、高温酸化炉の炉壁保護を有効に図ってその耐久性を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物のガス化処理装置のフロー図である。
【図２】実施形態に用いたガス化処理装置の高温酸化炉の炉壁要部断面図である。
【図３】従来の高温酸化炉の炉壁要部断面図である。
【符号の説明】
１０    流動層ガス化炉
１２    有機性廃棄物
１４    定量供給装置
１６    流動層部
１８    フリーボード部
２０    ネック部
２２    分散板
２４    流動媒体（硅砂）
２６    排出口
３０    高温酸化炉
３２    一次ガス搬送経路
３４    反応室
３６    急冷室
３８    スロート部
４０    水ライン
４２    ガス排出口
４４    ガスライン
４６    ロックホッパ
４８    スクリーン
５６    スクラバ
５８    酸性ガス除去装置
６０    コールドボックス
６２    鉄皮
６４    キャスタブル
６６    耐火レンガ
６８    水管
７０    スラグ返送ライン（灰循環供給ライン）
７２    微粉砕機
７４    灰バンカ
７６    固化灰コーティング層
７８    溶融灰コーティング層
８０    境界面
【図１】
0003938980.tif 000002
【図２】
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【図３】
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