(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物または廃棄物の熱分解生成物を、溶融ガス化部において酸素、酸素富化空気、空気のいずれかと反応させて廃棄物中の灰分を溶融スラグ化するとともに、続いてガス改質部において有機分を可燃ガスとして回収する、溶融ガス化部とガス改質部とを有するガス変換炉である廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法であって、炉内下部のスラグ排出口の近傍に可燃ガスを回収するために設けられた前記溶融ガス化部とガス改質部との接続部に溶融スラグの堆積が検出されたときに、その接続部に設置した酸素ガンから噴出させた酸素と接続部内の可燃ガスとの燃焼熱により高温場を形成し、前記堆積したスラグを再溶融し、流動させて前記スラグ排出口から炉外に排出するとともに、接続部には傾斜を設けて再溶融したスラグを前記溶融ガス化部の下部のスラグ排出口に向けて移動させるようにしたことを特徴とする廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや下水汚泥のような廃棄物を溶融スラグ化するとともに、有機分を可燃ガスとして回収する廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ごみや下水汚泥のような廃棄物の処理方法としては焼却処理法が一般的であったが、最近になって廃棄物中の有機分を可燃ガスとして回収する方法が注目されている。この方法は、廃棄物または廃棄物の熱分解生成物を、酸素、酸素富化空気、空気のいずれかと反応させて廃棄物中の灰分を溶融スラグ化するとともに、有機分を可燃ガスとして回収する方法である。
【０００３】
この方法に用いられる廃棄物処理炉では、廃棄物中の灰分を高温で溶融しスラグとして炉外に排出しているが、炉内の低温部にスラグが堆積したり、何らかの原因で炉の操作温度が低下したとき等に、スラグで炉内が閉塞する可能性がある。そこで従来はスラグの堆積が予測される場所にガスバーナまたはオイルバーナを設け、堆積したスラグをバーナフレームにより溶かす方法が提案されていた。
【０００４】
しかしこのような方法では、ガスやオイル等の燃料供給ラインと燃焼用空気等の供給ラインとをそれぞれ設置する必要があるうえ、バーナ自体も大きく複雑な構造となるため、設備コスト及びランニングコストが大きくなるという問題があった。更にバーナの燃焼用空気が炉内に持ち込まれるために炉内の顕熱が奪われ、その分だけ廃棄物処理炉全体の熱効率が低下するという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、設備が低コスト、シンプルかつコンパクトであり、しかも熱効率を低下させることなく、炉内に堆積したスラグを除去することができる廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、廃棄物または廃棄物の熱分解生成物を、溶融ガス化部において酸素、酸素富化空気、空気のいずれかと反応させて廃棄物中の灰分を溶融スラグ化するとともに、続いてガス改質部において有機分を可燃ガスとして回収する、溶融ガス化部とガス改質部とを有するガス変換炉である廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法であって、炉内下部のスラグ排出口の近傍に可燃ガスを回収するために設けられた前記溶融ガス化部とガス改質部との接続部に溶融スラグの堆積が検出されたときに、その接続部に設置した酸素ガンから噴出させた酸素と接続部内の可燃ガスとの燃焼熱により高温場を形成し、前記堆積したスラグを再溶融し、流動させて前記スラグ排出口から炉外に排出するとともに、接続部には傾斜を設けて再溶融したスラグを前記溶融ガス化部の下部のスラグ排出口に向けて移動させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法によれば、スラグの堆積が生じたときには酸素ガンから酸素を噴出させ、炉内の可燃ガスとの燃焼熱により高温場を形成して、堆積したスラグを流動させて炉外に排出することができる。このように酸素のみを噴出させて高温場を形成できるのは、この形式の廃棄物処理炉では廃棄物または廃棄物の熱分解生成物より生じた可燃ガスが常に炉内にあるためである。このように、燃料供給ラインやバーナが不要であるため、設備が低コスト、シンプルかつコンパクトとなり、しかも外部からの燃焼用空気の持ち込みがないので炉内の顕熱が奪われることもなく、廃棄物処理炉全体の熱効率を高く維持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明を廃棄物処理炉の代表例であるガス変換炉に適用したもので、１は溶融ガス化部、２はガス改質部である。まずこのガス変換炉による廃棄物処理方法を説明する。この実施形態では、廃棄物は前段に設置された熱分解炉３において低酸素雰囲気下で数百℃に加熱されて熱分解され、熱分解ガス、熱分解オイル、熱分解残査に分離される。熱分解残査は破砕されたうえで１２００〜１６００℃の溶融ガス化部１に投入され、酸素、酸素富化空気、空気のいずれかと反応し部分燃焼する。その結果、灰分は溶融スラグとなって下部のスラグ排出口４から排出されるとともに、有機分は可燃ガスとなって接続部５からガス改質部２に入る。
【０００９】
ガス改質部２は８００〜１２００℃に保たれており、熱分解炉３の熱分解生成物のうち熱分解ガスと熱分解オイルとが酸素とともに供給される。このガス改質部２では、熱分解ガス、熱分解オイルの改質が行われる。また溶融ガス化部１から流入するカーボンのガス化も同時に行われて、最終的にＣＯとH2とを主成分とする良質の可燃ガスとなる。この可燃ガスは冷却されたうえで脱硫等のガス処理を施され、一般熱源や発電用熱源として有効利用することができる。
【００１０】
このようなガス変換炉においては、溶融ガス化部１の下部、すなわちスラグ排出口４及び接続部５の付近において溶融スラグの堆積が生ずる可能性がある。そこでこの実施形態では図示のように、スラグ堆積位置である接続部５の側壁に酸素ガン６を設置しておき、溶融スラグの堆積が検出されたときには酸素ガン６から酸素を噴出させる。なお酸素ガン６から噴出させる酸素は必ずしも純酸素である必要はないが、空気や窒素の含有率が大幅に増えると炉内の顕熱を奪うとともに可燃ガスを希釈することとなるため、好ましくない。
【００１１】
このガス変換炉の内部には、廃棄物または廃棄物の熱分解生成物より生じた高温の可燃ガスが多量に存在するため、酸素ガン６から酸素を噴出させると同時に燃焼して１２００℃以上の高温場が形成される。その結果、堆積していたスラグは溶融されて流動性を回復し、スラグ排出口４から炉外に排出される。この流動を確実に行わせるため、接続部５はスラグ排出口４側が低くガス改質部２側が高くなるように多少傾斜させておくことが好ましい。
【００１２】
なお、酸素ガン６は高温場にさらされるので、図２に示すように水冷構造とし、冷却水を冷却水供給口７から水冷ジャケット８内に供給し、冷却水排出口９から排出させることにより常時冷却できるようにしておくことが好ましい。酸素ガン６はフランジ１０によって接続部５の側壁に取り付けられる。
【００１３】
また、スラグの堆積を検出する方法にはさまざまな方法が考えられるが、この実施形態のように溶融ガス化部１とガス改質部２との下部を接続部５で連結した構造の炉では、溶融ガス化部１とガス改質部２との間の差圧を監視し、差圧が上昇したときにはスラグの堆積が生じたものと判断することができる。
【００１４】
上記した実施形態では廃棄物処理炉を溶融ガス化部１とガス改質部２とを有するガス変換炉とし、両者の接続部５に酸素ガン６を設置したのであるが、本発明は廃棄物中の灰分を溶融スラグ化するとともに、有機分を可燃ガスとして回収する廃棄物処理炉であれば、その形式を問わず適用することができる。例えばガス改質部２に相当する部分がなく、単一炉の下部から溶融スラグを流下させる構造の炉であっても、炉下部に酸素ガンを設置することにより適用可能である。
【００１５】
また上記の実施形態では、熱分解炉３を前段に設置して熱分解生成物をガス変換炉に供給するようにしたが、廃棄物の種類によっては直接廃棄物処理炉に供給することも可能であり、熱分解炉３は必須のものではない。例えば廃棄物が下水汚泥のような安定した性状のものであれば、直接溶融処理することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の廃棄物処理炉におけるスラグ除去方法によれば、スラグの堆積が検知された場合には、酸素ガンから噴出させた酸素を炉内の可燃ガスと反応させて酸素ガンの近傍に高温場を形成し、堆積したスラグを流動させ速やかに炉外に排出することができる。このためスラグの堆積によるトラブルを容易に回避することができる。
【００１７】
また本発明では酸素ガンのみを設置すればよく、従来のように燃料供給ラインやバーナが不要であるため、設備が低コスト、シンプルかつコンパクトとなる。しかもバーナとは異なり外部からの燃焼用空気の持ち込みがないので炉内の顕熱が奪われることもなく、廃棄物処理炉全体の熱効率を高く維持することができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す廃棄物処理炉の断面図である。
【図２】酸素ガンの断面図である。
【符号の説明】
１  溶融ガス化部、２  ガス改質部、３  熱分解炉、４  スラグ排出口、５  接続部、６  酸素ガン、７  冷却水供給口、８  水冷ジャケット、９  冷却水排出口、１０  フランジ
【図１】
0004020357.tif 000002
【図２】
0004020357.tif 000003