(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器から排出される前記乾留ガスと熱分解残留物とを分離する排出装置と、該排出装置から排出される熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前記乾留ガスと前記燃焼性成分とを燃焼させ生じた燃焼灰を溶融する燃焼溶融炉とよりなる廃棄物処理装置において、
前記排出装置から排出された熱分解残留物を冷却器に供給し、該冷却器で酸化の恐れのない温度まで冷却した後、分離装置としての流動層装置に供給してベッド材の流動化作用で熱分解残留物中の燃焼性成分を粉砕すると共に不燃焼性成分に付着している燃焼性成分を剥離粉砕し、粉砕で微細化した燃焼性成分を流動層装置の流動化ガスに同伴させて捕集器に導いて分離回収し、該捕集器で分離回収された燃焼性成分をホッパに貯えた後、前記燃焼溶融炉へ供給する一方、不燃焼性成分をベッド材と共に分離器へ供給してベッド材と不燃焼性成分とに分離し、分離器により分離された不燃焼性成分を金属選別機に供給して金属性成分と非金属性成分とに分離し、更に、非金属性成分と前記捕集器で捕集された際に一部混入した塊状の燃焼性成分とを粉砕機で粉砕して前記燃焼性成分とともに前記燃焼溶融炉へ供給することを特徴とする廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法、より詳しくは廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物とを生成し、この熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離し、この燃焼性成分と前記乾留ガスとを燃焼処理するようにした廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみなどの一般廃棄物や廃プラスチックなどの可燃物を含む産業廃棄物の処理装置の一つとして、廃棄物を熱分解反応器に供給して大気圧下（低酸素雰囲気）において加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、さらにこの熱分解残留物を分離装置に供給してカーボンを主体とする燃焼性成分と例えば金属や陶器、砂利、コンクリート片等のガレキよりなる不燃焼性成分とに分離し、この燃焼性成分と乾留ガスとを燃焼溶融炉に供給して燃焼処理し、生じた燃焼灰を溶融スラグとなし、この溶融スラグを排出して冷却固化するようにした廃棄物処理装置が提案され、実施されている。
【０００３】
そしてこのような廃棄物処理装置において熱分解残留物を、燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する手段として篩い装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記廃棄物処理装置における熱分解残留物の分離方法においては数種の機器を必要とするという問題がある。即ち、かゝる廃棄物処理装置において熱分解により生成された熱分解残留物はカーボンを主体とする燃焼性成分と金属やガレキ  の不燃焼性成分とが混在するが、その大きさは種々雑多である。
【０００５】
そしてこのような性状の熱分解残留物から燃焼性成分を分離回収するために網目の異なる篩い装置を多段に配置するとともに、燃焼溶融炉での燃焼効率及びスラグ化率を向上させるために、この燃焼性成分を例えば１ｍｍ以下の微粉に粉砕するための粉砕機を配置しなければならず、その結果として数種の機器を必要とするに至っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器から排出される前記乾留ガスと熱分解残留物とを分離する排出装置と、該排出装置から排出される熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前記乾留ガスと前記燃焼性成分とを燃焼させ生じた燃焼灰を溶融する燃焼溶融炉とよりなる廃棄物処理装置において、前記排出装置から排出された熱分解残留物を冷却器に供給し、該冷却器で酸化の恐れのない温度まで冷却した後、分離装置としての流動層装置に供給してベッド材の流動化作用で熱分解残留物中の燃焼性成分を粉砕すると共に不燃焼性成分に付着している燃焼性成分を剥離粉砕し、粉砕で微細化した燃焼性成分を流動層装置の流動化ガスに同伴させて捕集器に導いて分離回収し、該捕集器で分離回収された燃焼性成分をホッパに貯えた後、前記燃焼溶融炉へ供給する一方、不燃焼性成分をベッド材と共に分離器へ供給してベッド材と不燃焼性成分とに分離し、分離器により分離された不燃焼性成分を金属選別機に供給して金属性成分と非金属性成分とに分離し、更に、非金属性成分と前記捕集器で捕集された際に一部混入した塊状の燃焼性成分とを粉砕機で粉砕して前記燃焼性成分とともに前記燃焼溶融炉へ供給することを特徴とする廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法を提供せんとするものである。
【０００７】
かゝる廃棄物処理装置において、排出装置から排出される熱分解残留物は流動層装置に供給され、そしてこの装置において熱分解残留物中の微細な燃焼性成分はベット材を流動化するためのガスに同伴して排出され、比較的大径の燃焼性成分は流動するベット材の粉砕作用により微細化された後、ガスに同伴して排出される。更に不燃焼性成分に付着している燃焼性の粉体成分も流動するベット材により剥離されて前記と同様にしてガスに同伴して排出される。
【０００８】
前記のように分離装置を流動層装置で構成することによって、熱分解残留物は優れた分離作用で処理されて大きさに応じて分離され、そして比較的大粒径の燃焼性成分のものは流動層内で粉砕処理されて流動化ガスに同伴できる小粒径のものとなる。
また、この流動化ガスに同伴して排出される燃焼性の粉体成分は直接燃焼溶融炉へ導かれるか、又はバグフィルターの如き捕集器で分離回収されてホッパー等に貯えられた後、燃焼溶融炉へ供給され燃焼処理される。
【０００９】
一方、流動層装置において燃焼性の粉体成分が分離された熱分解残留物（不燃焼性成分）は、ベット材と共に排出され、分離器においてベット材とこの不燃焼性成分とは分離される。そしてこの不燃焼性成分は金属選別機に供給され、鉄、アルミ等の金属性成分と、陶器、砂利、コンクリート片等のガレキ等の非金属性成分とに分離され、この非金属性成分は粉砕された後燃焼溶融炉に供給され溶融スラグ化されるのがよい。
【００１０】
流動層装置のベット材を流動させるための流動化ガスとしては、空気や低酸素流体、例えば不活性ガスが用いられる。
この低酸素流体を用いてベット材を流動させるようにすれば、この流動層装置において冷却作用を得ることができる。即ち、排出装置から排出される熱分解残留物は約４５０℃程度の高温であるため通常の酸素濃度を有する空気で流動させると酸化することとなる。したがって、冷却器で酸化の恐れのない温度まで冷却した後、この流動層装置に供給することとなるが，この流動層を低酸素雰囲気で流動化させることにより熱分解残留物を高温のまま流動層装置内に供給してここで冷却することができる。勿論この場合、分離器により分離されたベット材も冷却器で冷却した後、流動層装置に供給するように構成するのがよい。
【００１１】
本発明において分離装置を構成する流動層装置は、流動層型燃焼装置に使用するような円筒状の本体と、その下部に配置した多数のノズルと、本体の中間部分に設けたコンベア等の熱分解残留物の供給装置とで構成されており、このノズルより流動化ガスを噴出することによって本体の下部に収容されているベッド材を流動化させながら熱分解残留物に攪拌・粉砕作用を与えて分離作用を与えるようになっている。
【００１２】
そして前記コンベアより熱分解残留物を供給し、上部より微細な熱分解残留物をベッド材と共に流動化ガスに同伴させて排出するように構成されている。
また、流動化ガスを低温にすることにより、高温の熱分解残留物を流動攪拌しながら冷却して分離することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、図１乃至図３を参照して本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法の実施形態を説明する。
図１は本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法を実施するための装置の系統図であって、１は、例えば横型回転式ドラムよりなる熱分解反応器で、この熱分解反応器１には投入装置２により予め図示しない破砕機により例えば１５０ｍｍ程度に破砕された廃棄物ａが投入される。
【００１４】
この熱分解反応器１に対して空気加熱器３により加熱された加熱空気ｂがラインＬ1 を経由して供給されて３００℃〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱されるとともに、その内部は図示しないシール機構を設けてガスが漏出しないように構成されている。そして一連の装置の終端部に設けてある誘引送風機４によって一連の装置の内部を大気圧以下（低酸素雰囲気）に保持することによって熱分解ガスが系外に漏出しないようになっている。
【００１５】
このような熱分解反応器１内に供給された廃棄物ａは、ここで加熱されて熱分解し、乾留ガスＧ1 と熱分解残留物ｃとが生成される。そしてこの乾留ガスＧ1 と熱分解残留物ｃとは熱分解反応器１の後段に接続されている排出装置５内で分離され、乾留ガスＧ1 はラインＬ2 を経由して燃焼溶融炉６のバーナ７に供給される。
【００１６】
一方、熱分解残留物ｃは冷却装置８に供給されて酸化の恐れのない温度まで冷却され後、ラインＬ3 を経由して分離装置としての流動層装置９にシール機能を持つスクリューコンベア１０によって所定の割合で供給される。
前記流動層装置９は本発明において適用した装置であって、例えば流動層型燃焼炉等に使用されているものと実質的に同一の構造を有するものであって、竪型の円筒状の本体９ａの下部にノズル９ｂを配置すると共に砂等からなるベット材１１が収容されている。そして前記本体９ａの上部はバグフィルタ１２に接続されており、このバグフィルター１２で分離された流動化ガスｄが送風機１３によりラインＬ4 を経由して前記本体９ａ内に供給されてこのベット材１１を流動化させるようになっている。
【００１７】
前記本体９ａの下部にシール機能を持つスクリューコンベア１４が接続され、ベット材１１を流動層装置９から排出するようになっている。そしてこのスクリューコンベア１４に続いて分離器１５が設けられているが、この分離器１５は例えば篩い装置のような砂分級機で構成されており、ベット材１１と後述する不燃焼性成分ｆとを分離する機能を持っている。また、１６は金属選別機、１７は粉砕機、１８はカーボンホッパ、１９は細目（１ｍｍ〜２ｍｍ程度）の篩い装置である。
【００１８】
かゝる構成において熱分解反応器１に接続された排出装置５より排出された熱分解残留物ｃは流動層装置９へ供給される。この流動層装置９内においては、粗粒の燃焼性成分がベッド材１１の流動化作用で粉砕されて微細な燃焼性成分となる。
また、金属やガレキ等に付着している燃焼性の粉体成分はベット材１１の流動により剥離粉砕されて微細な燃焼性成分となり、この微細な燃焼性成分ｅは流動化ガスｄに同伴してラインＬ5 を経由して捕集器であるバグフィルター１２に導かれてここで分離回収される。そしてこの分離回収された燃焼性成分ｅは、ラインＬ6 を経由してカーボンホッパ１８に貯えられた後、ラインＬ7 を経由して燃焼溶融炉６に供給されて燃焼処理される。
【００１９】
バグフィルター１２で捕集された燃焼性成分ｅは一部塊状物ｅ′となることがある。そのため予め細目の篩い、例えば１ｍｍ程度の網目を持つ篩い装置１９によりこの塊状物ｅ′を分離して粉砕機１７に供給するよう考慮している。そして流動層装置９で分離された金属やガレキ等の不燃焼性成分ｆは、ベット材１１と共にスクリューコンベア１４により排出され、更に分離器１５によりこの不燃焼性成分ｆとベット材１１とは分離され、不燃焼性成分ｆは例えば、磁選機、アルミ選別機等の金属選別機１６に供給されここで鉄ｆ1 、アルミｆ2 及び陶器、砂利、コンクリート片等の非金属性成分ｆ3 とに分離され、この非金属性成分ｆ3 は粉砕機１７に供給されて粉砕され、燃焼性成分ｅとともに燃焼溶融炉６に供給されてスラグ化されることになる。
【００２０】
一方、分離器１５により不燃焼性成分ｆが分離されたベット材１１は、ラインＬ8 を経由して再び流動層９内に供給される。
このようにして燃焼溶融炉６に供給された乾留ガスＧ1 と燃焼性成分ｅとは、送風機２０でラインＬ9 を経由して供給される燃焼用空気ｈとにより、約１，３００℃程度の高温で燃焼され、このとき生じた燃焼灰は溶融し、溶融スラグｋとなって水槽２１内に流下して冷却固化される。
【００２１】
燃焼溶融炉６内で発生した燃焼ガスＧ2 は、空気加熱器３及び廃熱ボイラ２２で熱回収された後、集塵装置２３により除塵され、かつガス洗浄装置２４により洗浄されて比較的低温のクリーンな排ガスＧ3 となって煙突２５から大気中に放出される。そして集塵装置２３により捕集されたダストｍは、ラインＬ11を経由して粉砕機１７に導かれて粉砕された後、燃焼溶融炉６に供給されるようになっている。２６は廃熱ボイラ２２により得られた蒸気Ｓを利用して発電する発電装置である。
【００２２】
（実施例２）
前記実施形態において流動層装置９より流動化ガスｄに同伴して排出される燃焼性成分ｅは、捕集器であるバグフィルター１２で分離回収される場合を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば流動化ガスｄに同伴して排出される燃焼性成分ｅを直接燃焼溶融炉６へ導くようにしてもよい。
【００２３】
図２は、このような流動化ガスｄに同伴して排出される燃焼性成分ｅを燃焼溶融炉６へ直接供給するとともに、この流動化ガスｄとして低酸素濃度流体を用いて流動層装置９内を低酸素雰囲気としてベット材１１を流動させるようにしたものである。
そのため排出装置５から排出される熱分解残留物ｃは、例えば４５０℃程度の比較的高温のままこの流動層装置９内に供給されてここで冷却され、かつ燃焼性成分と不燃焼性成分とが分離されるのである。そして分離器１５により分離されたベット材１１は冷却器２７により冷却された後、流動層装置９に供給されるようになっている。
【００２４】
（実施例３）
図３は、更に他の実施形態を示すものであって、図１及び図２と同一符号は同一名称を示している。
この図３に示される実施形態においても流動層装置９内を低酸素雰囲気としてベット材１１を流動させるようにしたものである。そして流動化ガスｄに同伴して排出される燃焼性成分ｅを、捕集器であるバグフィルター１２により分離回収し、この燃焼性成分ｅを図１に示す実施例１と同様にカーボンホッパ１８に貯えた後、燃焼溶融炉６に供給するようにしたものである。
【００２５】
このように、流動層装置９内を低酸素雰囲気に保持した状態でベット材１１を流動させることにより、熱分解残留物ｃをこの流動層装置９において冷却することができ、機器をより簡略化することができるのである。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法によれば、排出装置から排出される熱分解残留物を流動層装置内に供給し、この流動層装置より流動化ガスに燃焼性粉体成分を同伴させて排出するとともに、不燃焼性成分をベット材と共に排出し、このベット材と不燃焼性成分とを分離するようにしたため、分離装置を簡略化することができる。
【００２７】
加えてベット材の流動により粗粒の燃焼性成分を微細化することができ燃焼性成分を微粉化するための特別の粉砕機を設ける必要がなくなる。
更に流動層内を低酸素雰囲気とすることにより、熱分解残留物をこの流動層内で冷却することができるので、特別の冷却装置を設ける必要がなくなり、廃棄物処理装置を構成する機器をより一層簡略化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法を実施するための装置の系統図である。
【図２】本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法を実施するための他の装置の系統図である。
【図３】本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物分離方法を実施するための更に他の装置の系統図である。
【符号の説明】
１  熱分解反応器                  ２  投入装置
３  空気加熱器                    ４  誘引送風機
５  排出装置                      ６  燃焼溶融炉
７  バーナ                        ８  冷却装置
９  流動層装置                  ９ａ  本体    ９ｂ  ノズル
１０，１４  スクリューコンベア
１１  ベット材                    １２  バグフィルター
１３  送風機                      １５  分離器
１６  金属選別機                  １７  粉砕機
１８  カーボンホッパ              １９  篩い装置
２０  送風機                      ２１  水槽
２２  廃熱ボイラ                  ２３  集塵装置
２４  ガス洗浄装置                ２５  煙突
２６  発電装置                    ２７  冷却器
ａ  廃棄物    ｃ  熱分解残留物    ｄ  流動化ガス
ｅ  燃焼性成分
【図１】
0003969845.tif 000002
【図２】
0003969845.tif 000003
【図３】
0003969845.tif 000004