(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を含む有機系廃棄物及びガス化剤の供給部を固定床ガス化炉の上部に設け、該廃棄物中の可燃分を該固定床ガス化炉内で燃焼させることにより生成したガス化ガスの排出部を該固定床ガス化炉の下部に設ける廃棄物処理装置において、前記ガス化ガスの排出部に、輻射変換体を備え少なくともガス化ガス中のタールの分解機能とガス化ガス中の塩化物の除去機能とのどちらか一方の機能をもつガス化ガス処理手段を設け、同ガス化ガス処理手段の上流側に、ガス化ガス中の固形分の除去手段を設置したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物処理装置において、前記ガス化ガス処理手段は、前記輻射変換体として多孔質のものを用いるとともにガス化ガスの流れを遮るように同輻射変換体が設置されてなることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の廃棄物処理装置において、前記輻射変換体は、ガス化ガスが所定の滞留時間を確保するように構成されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃棄物処理装置において、前記ガス化ガス処理手段は、加熱手段を具えたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の廃棄物処理装置において、前記加熱手段は、酸素含有ガス供給部およびガス化ガス燃焼部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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーシュレッダダスト、都市ごみ、各種産業廃棄物などの金属を含む有機系廃棄物の廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の廃棄物処理装置として、金属を含む有機系廃棄物を固定床ガス化炉で燃焼、ガス化処理する手段を設けた廃棄物処理装置が提案されている（特開平０９−２６３７７６号）。該廃棄物処理装置の基本構成は、図４に示すように、金属を含む有機系廃棄物１およびガス化剤３を供給する手段を固定床ガス化炉２の上部に設け、該廃棄物の燃焼後の金属類や灰などからなるガス化残渣７を固定床ガス化炉２下方の目皿４付近より排出する手段を設け、該廃棄物が燃焼して生成したガス化ガス６を固定床ガス化炉２の下部から排出する手段を備えた構成となっている。さらに、金属を含む有機系廃棄物１が固定床ガス化炉２中で燃焼することにより生成されるダイオキシンを、高温場で分解するために固定床ガス化炉２の側壁に酸素含有ガス５を供給する手段を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属を含む有機系廃棄物を燃焼させる廃棄物処理装置において、前記固定床ガス化炉を出た後の煙道などで、前記ガス化ガスの温度が下がることにより分解したダイオキシンが再合成するという不具合が新たに生じた。
【０００４】
前記煙道などにおいて、ダイオキシンが発生する主要な原因を以下に示す。
▲１▼  有機系廃棄物は有機高分子化合物であり、前記固定床ガス化炉において該廃棄物が燃焼する際にタールを発生する。
▲２▼  有機系廃棄物に含まれている有機塩素により、前記固定床ガス化炉において該廃棄物が燃焼する際に塩化水素(HCl)が発生する。
▲３▼  前記タールと前記塩化水素は、前記煙道などのガス化ガスの低温領域（約200〜450℃）で結合して、ダイオキシンを発生する。
▲４▼  さらに、前記低温領域では、金属を含む有機系廃棄物が燃焼して生成したガス化ガスに含まれる金属の塩化物がダイオキシン合成の触媒となる。
【０００５】
本発明は、前記固定床ガス化炉から排出されたガス化ガスに含まれているタールを分解すること、及び該ガス化ガスに含まれている金属の塩化物を除去することにより、前記煙道などのガス化ガスの低温領域でダイオキシンの発生を抑制する廃棄物処理装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、金属を含む有機系廃棄物及びガス化剤の供給部を固定床ガス化炉の上部に設け、該廃棄物中の可燃分を該固定床ガス化炉内で燃焼させることにより生成したガス化ガスの排出部を該固定床ガス化炉の下部に設ける廃棄物処理装置において、前記ガス化ガスの排出部に、輻射変換体を備え少なくともガス化ガス中のタールの分解機能とガス化ガス中の塩化物の除去機能とのどちらか一方の機能をもつガス化ガス処理手段を設け、同ガス化ガス処理手段の上流側に、ガス化ガス中の固形分の除去手段を設置したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の廃棄物処理装置において、前記ガス化ガス処理手段は、前記輻射変換体として多孔質のものを用いるとともにガス化ガスの流れを遮るように同輻射変換体が設置されてなることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３の発明は、請求項２記載の廃棄物処理装置において、前記輻射変換体は、ガス化ガスが所定の滞留時間を確保するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明を効果的に実施するための装置に関するもので、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃棄物処理装置において、前記ガス化ガス処理手段は、加熱手段を具えたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項５の発明は、請求項４記載の廃棄物処理装置において、前記加熱手段は酸素含有ガス供給部およびガス化ガス燃焼部からなることを特徴とする。
【００１２】
前記のように構成された廃棄物処理装置により次のような作用、効果がある。
（１）  請求項１記載の発明によれば、固定床ガス化炉のガス化ガス排出部に輻射変換体を備えたガス化ガス処理手段を設けたため、少なくともガス化ガス中のタールを分解させることとガス化ガス中の塩化物を除去させることのどちらか一方を行うことができ、また、輻射変換体の熱輻射効果により、固定床ガス化炉を出た後のガス化ガスの温度が低下することを防止でき、固定床ガス化炉を出た後の煙道などの低温領域でダイオキシンが発生することが抑制できる。また、ガス化ガス処理手段の上流側に固形分の除去手段を設けたため、ガス化ガスに含まれている固形分を除去することができ、輻射変換体として多孔質のものを用いた場合でも、固形分による輻射変換体の目詰まりを防止することができ、輻射変換体の寿命を長くすることができる。
【００１３】
（２）  請求項２記載の発明によれば、ガス化ガスの流れを遮るように配置される輻射変換体として、セラミックスフォームのような多孔質のものを用いることにより、ガス化ガスの流路が実質的に長くなり、同じガス化ガス流量ならば、ガス化ガスがガス化ガス処理手段に滞在する時間を長くすることができる。すなわち、ガス化ガスを温度が高い（約７００〜９００℃）雰囲気に長時間滞留させる閉じ込め作用が生じる。さらに、前記輻射変換体の多孔質部によりタールとガス化ガスの混合が促進され、タールの温度をガス化ガスの温度に近くすることができることと相俟って、請求項１記載のガス化ガス中に含まれているタールの部分的な分解を促進する機能が発揮でき、その結果としてダイオキシンの生成を抑制することができる。
【００１４】
(3)  また、請求項2記載の発明によれば、前記輻射変換体として多孔質材を用いる事により、前記ガス化ガスがガス化ガス処理部を通過する際に、ガス化ガス中に含まれるばいじんが輻射変換体の多孔質部に捕捉され、請求項1記載の塩化物を除去する機能が発揮でき、ダイオキシンの生成が抑制される。
【００１５】
(4)  請求項3記載の発明によれば、ガス化ガスが高温場に滞在する時間を長くすることで、前記輻射変換体によるガス化ガスの高温場閉じ込め作用と相俟って、タールの分解を促進することができる。
【００１６】
(5)  さらに、タールは雰囲気温度が約1000℃以上で完全に分解するが、請求項4記載の発明により、ガス化ガスを加熱して1000℃以上とすることができ、前記輻射変換体によるガス化ガスの閉じ込め作用と相俟って、タールを完全に分解し、その結果としてダイオキシンの生成を抑制することができる。
【００１７】
(6)  請求項5記載の発明により、酸素含有ガスを供給し、タールを含んだガス化ガスを完全燃焼させることで、電気ヒーター等と比べ比較的安価に、雰囲気温度を1000℃以上にすることができる。
【００１８】
（７）  また、金属を含む有機系廃棄物を固定床ガス化ガス炉内で燃焼させることにより生成した後のガス化ガスに含まれる固形分には、金属や燃焼灰などの廃棄物灰が含まれるが、ガス化ガス処理手段の上流側に該固形物を除去する手段を設けることにより、固定床ガス化炉を出た後のガス化ガス中に含まれるダイオキシン合成の触媒である金属の塩化物を減少させることができ、ダイオキシンの生成を抑制することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例の形態を、図示例と共に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対的位置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお従来例を示す図面と同一部材については同一符号を使用する。
【００２１】
図1は、本発明の廃棄物処理装置の概略の構成を示す図である。
図に示すように、本発明の廃棄物処理装置は、固定床ガス化炉2およびガス化ガス処理手段より構成される。
該固定床ガス化炉2は、該固定床ガス化炉2上方より部分燃焼部9へ供給された金属を含む有機系廃棄物1を、該固定床ガス化炉2上部のガス化剤供給口から供給された酸素と水蒸気を含むガス化剤3により部分燃焼させる部分燃焼部9を有する。また、該部分燃焼部9下方の目皿4付近に、部分燃焼後の金属類や灰などからなるガス化残渣7を排出する手段を設ける。該廃棄物の部分燃焼により生成したガス化ガス6は、固定床ガス化炉2から出た後、ガス化ガス処理手段へ導かれる。
【００２２】
前記ガス化ガス処理手段は、固定床ガス化炉2の下部のガス化ガスの排出部に設置され、少なくともガス化ガス中のタールの分解機能とガス化ガス中の塩化物の除去機能とのどちらか一方を有する構成をしている。
図1には、前記ガス化ガス処理手段の一例として、前記ガス化ガスの流れを遮るように設けられた輻射変換体12で仕切られた構造を有しているガス化ガス処理部11を示している。 該輻射変換体12としては、例えばセラミックスフォームのような多孔質のものが好ましい。前記ガス化ガス中の塩化物には、ダイオキシン合成の触媒である金属の塩化物が含まれる。
【００２３】
図1において、前記輻射変換体12は、必ずしも等間隔に設置する必要はなく、また、複数である必要もない。
また、図1において、前記ガス化ガス処理部11は、前記固定床ガス化炉2に対して水平に設置したものを示したが、設置方向によらず、例えば垂直に設置しても作用・効果は同じである。
さらに、固定床ガス化炉2における金属を含む有機系廃棄物1の処理量によって、固定床ガス化炉2から排出するガス化ガス6の流量が変化するため、該廃棄物の処理設計値によりガス化ガス処理部11の個数またはガス化ガス処理部11の断面積が決められる。また、輻射変換体12の交換などガス化ガス処理部11の保守時にも運転を休止しない観点から、ガス化ガス処理部11を2以上設置することも可能である。
【００２４】
前記ガス化ガス処理手段の上流側にガス化ガス6の固形分を除去する手段を設置してもよい。前記ガス化ガス6の固形分は、主として、金属を含む有機系廃棄物1を燃焼した後のガス化ガス6中に含まれる金属や燃焼灰などの廃棄物灰14からなる。前記ガス化ガス6の固形分を除去する手段として、板状体のものが考えられる。図1では、前記板状体の一例としての絞り板10を、固定床ガス化炉2の下部に位置するガス化ガス6の出口付近に、ガス化ガス6に含まれる廃棄物灰14が該絞り板10に衝突して落下すべく、ガス化ガス6の流れを遮るように設置している。
【００２５】
前記ガス化ガス処理手段において、タールが分解され、塩化物が除去されたガス化ガス16は、図示していないボイラにおいて熱回収して、図示していない煙突から大気放出される。
【００２６】
図2は本発明の第2の実施の形態を示す概略説明図である。図に示される実施例では、ガス化ガス6をガス化ガス処理部11に所定時間、滞留させるために、ガス化ガスの一部の流れを蛇行させるように前記輻射変換体12の断面の一部に貫通部15を有した輻射変換体12をガス化ガス処理部11に設けている。ガス化ガス6がガス化ガス処理部11に滞留する時間は、輻射変換体12の厚さにより調節することもできる。ガス化ガス6をガス化ガス処理部11に滞留させる所定の時間は、ガス化ガスに含まれるタールを分解させるために十分な時間であり、ガス化ガス処理部11の雰囲気温度により決定される。
【００２７】
図3は本発明の第3の実施の形態を示す概略説明図である。タールは雰囲気温度が約1000℃以上で完全に分解するため、より効率的にタールを分解させる目的で、前記のガス化ガス処理手段にガス化ガスの加熱手段を設けることもできる。前記のガス化ガスの加熱手段の一例として、酸素含有ガスの供給部およびガス化ガス燃焼部からなる構成が考えられる。図3に示される実施例では、ガス化ガス燃焼部の機能を兼ねたガス化ガス処理部11に酸素含有ガス13の供給部を設けた構成を有する前記ガス化ガスの加熱手段を示している。 酸素含有ガス13の供給部は、ガス化ガス6の流量により、個数、設置位置が決められる。 該酸素含有ガス13の供給量を制御することで、ガス化ガス6を完全燃焼させ、ガス化ガス処理部11の雰囲気温度を1000℃以上にする。ガス化ガス処理部11の側壁に電気ヒータなどを設置して、ガス化ガス処理部11の雰囲気温度を1000℃以上にすることも考えられるが、加熱効率と運転費用の観点から、本発明の方が好ましい。ガス化ガス処理部11において、タールが完全に分解され、金属の塩化物が除去された燃焼ガス17は、ガス化ガス処理部11の出口より排出され、図示していないボイラなどにより熱回収した後に、大気放出される。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、固定床ガス化炉のガス化ガスの排出部に輻射変換体を備えたガス化ガス処理手段を設けることにより、少なくともガス化ガス中のタールを分解させることとガス化ガス中の塩化物を除去させることのどちらか一方を行うことができ、また、輻射変換体の熱輻射効果により固定床ガス化炉を出た後のガス化ガスの温度が低下することを防止でき、煙道などの低温領域においてダイオキシンが発生することが抑制できる。また、ガス化ガス処理手段の上流側の固形分の除去手段により、固定床ガス化炉を出た後のガス化ガス中に含まれるダイオキシン合成の触媒となる金属の塩化物を減少させダイオキシンの生成を抑制することができる。さらに、ガス化ガス処理手段に入る燃焼灰量が抑制され、輻射変換体の寿命を長くすることもできる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明によれば、ガス化ガスの流れを遮るように設置された多孔質の輻射変換体がガス化ガス中に含まれるタールの部分的な分解を促進し、かつガス化ガス中の金属の塩化物を除去することにより、ダイオキシンの生成を抑制することができる。
【００３０】
また、請求項3記載の発明によれば、ガス化ガスが高温場に滞在する時間を長くすることができ、前記輻射変換体によるガス化ガスの高温場閉じ込め作用と相俟って、タールの分解を促進することができる。
【００３１】
また、請求項4記載の発明によれば、ガス化ガスの加熱手段により、雰囲気温度を約1000℃以上にすることができ、その結果として、タールを完全に分解して、ダイオキシンの生成を抑制することができる。
【００３２】
また、請求項5記載の発明によれば、酸素含有ガス供給部およびガス化ガス燃焼部からなるガス化ガスの加熱手段により、ガス化ガスを完全燃焼させることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第2の実施例を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第3の実施例を示す概略説明図である。
【図４】従来の他の固定床ガス化炉を示す概略説明図である。
【符号の説明】
3      ガス化剤
6      ガス化ガス
9      部分燃焼部
10      絞り板
11      ガス化ガス処理部
12      輻射変換体
13      酸素含有ガス
【図１】
0003901853.tif 000002
【図２】
0003901853.tif 000003
【図３】
0003901853.tif 000004
【図４】
0003901853.tif 000005