(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト部の下方に下段羽口を、前記下段羽口の上方に上段羽ロを設け、前記下段と上段の両羽口から空気または酸素を吹き込むシャフト炉式ガス化溶融炉内でシュレッダーダストを処理する方法において、
シャフト炉式ガス化溶融炉内でシュレッダーダストのストックライン上方の炉内雰囲気温度が５５０〜６５０℃になるようにシュレッダーダストのストックラインに近接し、且つストックラインを超えない位置に存在する前記上段羽口から炉内の被処理物充填層内に空気又は酸素を吹き込んで、シュレッダーダストを乾留し、タール分をガス化して乾燥帯上方へのタール分の滞留を防止することを特徴とするシュレッダーダストの溶融処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や家庭電化製品の廃棄物の解体処理時に発生するシュレッダーダストをシャフト炉式ガス化溶融炉にて処理するシュレッダーダストの溶融処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の急速な自動車や家庭電化製品の普及に伴い、廃棄される数量も急激に増加しているため、これらを解体処理した際に発生するシュレッダーダストの発生量も急増している。
【０００３】
当初、これらシュレッダーダストは、埋め立て処理されていたが、埋め立て処分場が逼迫するとともに、重金属が溶出するという問題点が生じてきた。そこで、その対策として、これらシュレッダーダストを焼却して減容化しようとする方法が提案されてきた。ところが、このシュレッダーダストの性状は、表１に示すように灰分がかなり含まれている。
【０００４】
【表１】
0003984484.tif 000002
この灰分の中には、スラグ、金属類が数ｍｍ以下の細粉状になっているため、単に焼却した場合には多量の焼却灰が残り、その灰の処分場の確保という問題点が残る。
【０００５】
この点に関する解決策として、例えば、特開平６−１２９６１８号公報にはシュレッダーダストをシャフト炉式ガス化溶融炉で溶融処理する方法が開示されている。この方法では、シャフト式ガス化溶融炉内に装入されたシュレッダーダストは、可燃分はガス化され、灰分は炉下部で燃焼溶融され、溶融スラグ及び溶融金属として排出され、土木用資材、コンクリート用骨材及び金属として再資源化される。
【０００６】
前記溶融炉方式は、図５に示すシャフト炉式ガス化溶融炉１の炉頂から、コークス、石灰石等の副原料及び廃棄物を装入する。シャフト部２の上部で廃棄物は水分を失い乾燥する。ここを乾燥帯と称する。次いで、シャフト部２の下部から朝顔部３は可燃性物質を熱分解する熱分解帯となる。その下方には熱分解後の残渣が多く存在し、下段羽口４から供給される空気及び酸素により、落下してくるコークスと共に燃焼する。ここを燃焼溶融帯と呼び、溶解したスラグ及び金属は出湯口６から排出される。
【０００７】
前記の溶融処理において、炉内に装入された廃棄物の乾燥が十分に行われていないと、水分の多い廃棄物が燃焼溶融帯に入り、そこの温度を低下させることになる。即ち、スラグ溶融反応を起こさせる場所の温度が高温にならないと、相対的に酸化性となり、鉄分が酸化し、スラグが耐火物を損傷し易い成分となる。また、スラグの固着などで操業が不安定となる。
【０００８】
従って、従来から図５に示すように朝顔部近傍に上段羽口５を設け、この部分に存在している粉状の炭化物を部分燃焼させて可燃ガスを発生し、該ガスとの熱交換で被処理物の乾燥を促進している。その際、上段羽口５は、充填層の表層ラインであるストックライン（ＳＬ）から下段羽口４までの高さ（充填層全体の高さ）約５０％の距離Ｌ１程度である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、溶融炉の上段羽口は、もっぱら被処理物の乾燥が主目的である。従って、炉内の温度分布は、炉床部の燃焼溶融帯の温度が約１８００℃、朝顔部の熱分解帯の温度が約１０００℃であるが、シャフト部上部、即ち、乾燥帯上方の炉内雰囲気温度は、約３００〜５００℃程度である。
【００１０】
ところで、シュレッダーダストの性状は、表１に示すように合成樹脂、ゴム及び皮革が５０％以上含まれており、プラスチック系材料が主体である。これら性状のシュレッダーダストを乾留すると、乾留生成物の発生割合は、図６に示すように、都市ごみに比べ、水分・乾留水の発生割合が減少し、熱分解残渣及びタール分の発生割合が大幅に増加する。
【００１１】
図３にポリエチレンの乾留を例に雰囲気温度を変化させた場合の乾留生成物の発生割合を示す。雰囲気温度により乾留生成物の発生割合が異なり、タール分の場合、約５００℃で約８０〜９０％占めるのに対し、約６００℃では約６０％程度まで発生割合が低下する。
【００１２】
従って、これらシュレッダーダストを何の考慮もせずに廃棄物溶融炉に装入すると、従来の乾燥帯上方の雰囲気温度は約３００〜５００℃なのでタール分の発生割合が高くなり、発生したタール分は固液状化し乾燥帯の上方に滞留し、シュレッダーダストや炉壁に付着して通気抵抗層となる結果、操業が不安定になる。また、ガス管内にタール分が付着してガス管を閉塞させるという問題も発生する。
【００１３】
そこで、本発明は、シュレッダーダストの溶融処理において、シュレッダーダストを乾留することにより発生するタール分の滞留を防止して安定操業することができるシュレッダーダストの溶融処理方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シャフト部の下方に下段羽口を、前記下段羽口の上方に上段羽ロを設け、前記下段と上段の両羽口から空気または酸素を吹き込むシャフト炉式ガス化溶融炉内でシュレッダーダストを処理する方法において、シャフト炉式ガス化溶融炉内でシュレッダーダストのストックライン上方の炉内雰囲気温度が５５０〜６５０℃になるようにシュレッダーダストのストックラインに近接し、且つストックラインを超えない位置に存在する前記上段羽口から炉内の被処理物充填層内に空気又は酸素を吹き込んで、シュレッダーダストを乾留し、タール分をガス化して乾燥帯上方へのタール分の滞留を防止することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明では、これらシュレッダーダストを乾留することにより発生するタール分の滞留を防止するために、ストックライン近傍の雰囲気温度が５５０〜６５０℃になるように操業する。５５０℃未満では、タール分の発生が多くなり通気抵抗層が形成されて操業が不安定となる。また、６５０℃を超える場合は、発生したガスの燃焼量が必要以上に増加して、溶融炉から排出される可燃性ガスを２次燃焼室にて燃焼してエネルギーとして回収したり、コークス炉ガスと混合して有効活用す際にカロリーが減少し利用価値が低下する。
【００１７】
また、ストックライン近傍の雰囲気温度を５５０〜６５０℃にするには炉内の被処理物充填層内に空気又は酸素を吹き込む上段羽口の位置をできるだけストックラインに近接する必要がある。具体的には、上段羽口は、ストックラインから下方の位置で充填層全体の高さの０〜３０％の距離（図１のＬ２）に位置するようにする。その際、上段羽口の設置位置がストックラインを超えないようにしたのは、ストックラインを超えると発生ガスが燃焼してしまい、発生ガスのカロリーが減少して再利用価値が低減するからである。
【００１８】
また、図１にあっては上段羽口をストックラインからＬ２の距離に設置しているが、予め炉体の上下方向に複数の上段羽口を設置し、しかして操業に際してはストックラインからＬ２の距離内に位置する上段羽口を選定して空気又は酸素を吹き込むようにしてもよい。
【００１９】
【実施例】
図１は本発明のシャフト炉式ガス化溶融炉の断面図である。本実施例では図５に示す従来のシャフト炉式ガス化溶融炉の上段羽口５をシャフト炉式ガス化溶融炉内のシュレッダーダストのストックラインＳＬに近接し、且つ、ストックラインＳＬを越えない位置に存在する上段羽口５から、炉内の被処理物充填層内に空気又は酸素を吹き込むものである。
【００２０】
図２はシャフト高さ方向の炉内雰囲気温度を示し、（ａ）は本発明の炉内雰囲気温度、（ｂ）は従来法の炉内雰囲気温度を示す図である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、本発明ではシャフト高さ３ｍ近傍の温度が約６００℃に維持されるために、タール分のガス化が促進される。図２（ｂ）に示すように従来例では温度が上昇しないためにタール分のガス化が促進されないので、シュレッダーダストや炉内に付着し、通気抵抗層となり操業が不安定となる。
【００２２】
図４（ａ）はストックラインから上段羽口の距離（廃棄物のシャフト炉充填層全体の高さに対する百分率）について本発明と従来法の比較を表す図、（ｂ）は雰囲気温度について本発明と従来法の比較を表す図、（ｃ）は本発明と従来法の通気抵抗の比較を表す図である。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、シュレッダーダストのストックラインを上段羽口近傍になるようにし、図４（ｂ）に示すように、シュレッダーダストのストックライン近傍の上段羽口上部の雰囲気温度を５５０℃〜６５０℃に維持するようにして操業した。
【００２４】
従来例では、図４（ａ）に示すように、シュレッダーダストのストックラインが上段羽口より約５０％の距離（Ｌ１）に位置し、図４（ｂ）に示すように、シュレッダーダストのストックラインの雰囲気温度が３５０℃〜４００℃に維持して操業した。
【００２５】
その結果、図４（ｃ）に示されるとおり、本発明においては、タール分が分解されるので、通気抵抗は従来法に較べて少なく、タール分の付着を低減させることができ、安定した操業が可能となった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、タール分を５５０℃〜６５０℃でガス化するため、タール分の付着がなくなり通気抵抗が低減するので安定操業が可能となる。
【００２７】
また、発生ガスのカロリーを低減させることなく、後流の２次燃焼室で熱回収が可能となり、また、コークス炉ガスと混合して再利用することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャフト炉式ガス化溶融炉の断面図である。
【図２】シャフト高さ方向の炉内雰囲気温度を示し、（ａ）は本発明方法の炉内雰囲気温度、（ｂ）は従来の炉内雰囲気温度を示す図である。
【図３】ポリエチレンの乾留を例に雰囲気温度を変化させた場合の乾留生成物の発生割合を示す図である。
【図４】（ａ）はストックラインから上段羽口の距離を表す図、（ｂ）は雰囲気温度の比較を表す図、（ｃ）は本発明と従来法の通気抵抗の比較を表す図である。
【図５】従来のシャフト炉式ガス化溶融炉の断面図である。
【図６】都市ごみとシュレダーダストの乾留生成物の割合を示す図である。
【符号の説明】
１：シャフト炉式ガス化溶融炉  ２：シャフト部  ３：朝顔部  ４：下段羽口  ５：上段羽口  ＳＬ：ストックライン  ６：出湯口
【図１】
0003984484.tif 000003
【図２】
0003984484.tif 000004
【図３】
0003984484.tif 000005
【図４】
0003984484.tif 000006
【図５】
0003984484.tif 000007
【図６】
0003984484.tif 000008