(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解炉で処理した際に発生する熱分解残査を粉砕したうえ、前段の溶融ガス化部と後段のガス改質部とを中央の溶融スラグ排出部を介して接続一体化したガス変換溶融炉の前段に投入して灰分を溶融スラグ化するとともに、可燃ガス化した有機分は後段に導入し、また前記熱分解炉で発生した熱分解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶融炉の後段に投入して前記可燃ガス化した有機分とともにクラッキングを行い、水素及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガスを得ることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】
ガス変換溶融炉の炉圧を熱分解炉の炉圧よりも低くした請求項１記載の廃棄物処理方法。
【請求項３】
溶融ガス化部とガス改質部の一方あるいは両方を旋回流式としたガス変換溶融炉を用いる請求項１記載の廃棄物処理方法。
【請求項４】
熱分解炉として間接加熱型の熱分解炉を使用する請求項１記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱処理して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ことができる廃棄物処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ごみ等の廃棄物の処理方法としては、廃棄物を焼却するとともに焼却灰を溶融スラグ化する方法が一般的であった。しかし最近では、廃棄物を熱分解して有機分を可燃ガスとして回収する提案がなされている。
【０００３】
図２はそのフローを示すブロック図であり、６〜２６気圧、１４００〜２０００℃の高温高圧のガス変換溶融部１を持つガス変換溶融炉２が用いられる。廃棄物は間接加熱型の熱分解炉３で熱分解され、気体である熱分解ガス、液体である熱分解オイル（スラリー化したタール）、固体である熱分解残査となる。熱分解残査は粉砕器４で粉砕されてガス変換溶融部１に投入され、熱分解ガスと熱分解オイルの混合物は凝縮器５で分離されたうえで、同じくガス変換溶融炉２の同一個所に投入される。ガス変換溶融部１では酸素吹き込みの部分燃焼が行われ、灰分は溶融スラグ化して急冷部６の下部から固化スラグとして取り出され、有機分はクラッキング（低分子化処理）により可燃ガスとして炉外に回収される。
【０００４】
上記のように従来法では、熱分解生成物を全て高温高圧のガス変換溶融炉２の同一個所に投入していた。しかし、熱分解残査中の灰分を安定に溶融処理するためには１２００〜１６００℃の高温場が必要であるものの、熱分解ガス及び熱分解オイル中の有機分をガス化するには８００〜１２００℃程度の温度があれば十分であるから、この図２のプロセスは余分な熱量を必要とし、ガス化効率が低下するという問題があった。
【０００５】
また上記のような高圧のガス変換溶融部１に熱分解ガスを送るためには、熱分解ガスを高圧に圧縮する必要があるが、熱分解オイルを含んだままで圧縮するとオイル成分が液化するために機器故障の原因となる。そこで凝縮器５により熱分解ガスと熱分解オイルを分離したうえ、個別に圧縮してガス変換溶融炉２に送り込んでいたのであるが、凝縮器５では冷却水による急冷処理を行うため、熱分解ガスの顕熱が失われるという問題がある。また熱分解オイル中に水分が混入してガス変換溶融部１に持ち込まれるために熱損失が発生するうえ、冷却水による急冷処理の際に熱分解ガスに含まれる酢酸等の水溶性有機物が排水中に移行し、その排水処理に費用がかかるという問題もあった。
【０００６】
なお、本発明者は図３に示すように、高温高圧のガス変換溶融部１と急冷部６との間に１０００〜１３００℃のガスクラッキング部７を設け、熱分解ガスと熱分解オイルはこのガスクラッキング部７に供給するプロセスを先に開発した。この図３のプロセスは、熱分解残査のみを１４００〜２０００℃のガス変換溶融部１に供給するため、図２のプロセスよりは熱損失が少ない。しかしこの図３のプロセスも凝縮器５で冷却水による急冷処理を行うため、上記した問題は残されたままである。
【０００７】
【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、熱損失が少なく、排水処理も不要であり、しかも廃棄物中の有機分を可燃ガスとして効率よく回収することができる廃棄物処理方法を提供するためになされたものである。
【０００８】
【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の廃棄物処理方法は、廃棄物を熱分解炉で処理した際に発生する熱分解残査を粉砕したうえ、前段の溶融ガス化部と後段のガス改質部とを中央の溶融スラグ排出部を介して接続一体化したガス変換溶融炉の前段に投入して灰分を溶融スラグ化するとともに、可燃ガス化した有機分は後段に導入し、また前記熱分解炉で発生した熱分解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶融炉の後段に投入して前記可燃ガス化した有機分とともにクラッキングを行い、水素及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガスを得ることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、ガス変換溶融炉の炉圧を熱分解炉の炉圧よりも低くすることが好ましく、残査の滞留時間を確保するために溶融ガス化部とガス改質部の一方あるいは両方を旋回流式とすることが好ましい。また熱分解炉としてはロータリーキルンのような間接加熱型の熱分解炉を使用することが好ましい。
【００１０】
本発明の廃棄物処理方法によれば、前段の溶融ガス化部と後段のガス改質部とを中央の溶融スラグ排出部を介して接続一体化したガス変換溶融炉を用い、熱分解残査を前段に投入する一方、熱分解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶融炉の後段に投入してクラッキングを行うようにしたので、従来のように凝縮器で冷却水による急冷処理を行う必要がない。このため熱損失が少なく、排水処理も不要となる。
【００１１】
【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は本発明のフローを示す図であり、１０はガス変換溶融炉である。このガス変換溶融炉１０は前段の溶融ガス化部１１と、後段のガス改質部１２とからなるものであり、中間の溶融スラグ排出部１３を介して接続された一体構造の炉が用いられている。前段の溶融ガス化部１１は１２００〜１６００℃、後段のガス改質部１２は８００〜１２００℃程度の温度であるが、炉圧は大気圧程度である。溶融ガス化部１１とガス改質部１２の一方あるいは両方を旋回流式とし、残査の滞留時間を延ばし、ガス混合を促進することが好ましい。
【００１２】
廃棄物は従来と同様にロータリーキルンのような間接加熱型の熱分解炉１４で熱分解される。その炉圧は例えば５０ｍｍＡｑ程度である。そして熱分解残査は粉砕器１５で粉砕したうえ、ガス変換溶融炉１０の前段の溶融ガス化部１１に供給される。この部分には酸素が吹き込まれて部分燃焼が行われ、熱分解残査中の灰分は溶融スラグ化される。溶融スラグは中間の溶融スラグ排出部１３から炉外に排出される。また熱分解残査中の有機分は部分燃焼により可燃ガス化し、後段のガス改質部１２に入る。この可燃ガスは１２００〜１６００℃の顕熱を持つため、８００〜１２００℃である後段のガス改質部１２の補助熱として有効利用できる。
【００１３】
一方、熱分解炉１４で発生した熱分解ガスと熱分解オイルとは、相互に入り混じったまま分離されることなくガス変換溶融炉１０の後段のガス改質部１２に投入される。このように熱分解ガスと熱分解オイルとを分離する必要がないのは、本発明で用いられるガス変換溶融炉１０の炉圧が熱分解炉１４よりも低く、従来のように熱分解ガスを圧縮して押し込む必要がないためである。ガス改質部１２には酸素または空気が吹き込まれ、この熱分解ガスと熱分解オイルとは、前段の溶融ガス化部１１から供給された可燃ガスとともにクラッキングされ、水素及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガスとなる。
【００１４】
得られた可燃ガスの処理方法としては、急冷装置１６により２００℃以下に急冷し、ダイオキシンの発生を防止する方法と、得られた可燃ガスを熱回収装置１７に通したうえ、周知の乾式ガス処理装置１８により脱硫、脱窒を行う方法等が考えられる。このようにして処理された可燃ガスは一般熱源として有効利用することができる。
【００１５】
このように、本発明においてはガス変換溶融炉１０を前段の溶融ガス化部１１と後段のガス改質部１２とから構成されるものとし、熱分解ガスと熱分解オイルとを比較的低温のガス改質部１２に導入するようにしたので、図３に示したプロセスと同様に熱損失を少なくし、ガス化効率を向上させることができる。またガス変換溶融炉１０を熱分解炉１４よりも低圧としたことにより、熱分解ガスと熱分解オイルとを分離する必要がなくなり、従来のような凝縮器を用いることによる問題（熱分解ガスの顕熱が失われるという問題、熱分解オイル中に水分が混入することによる熱損失の発生、熱分解ガスに含まれる水溶性有機物が排水中に移行するという問題）を解消することができる。
【００１６】
なお、ガス変換溶融炉１０を熱分解炉１４よりも高圧とすることも考えられるが、その場合には図３に示したプロセスと同様に、熱分解ガスと熱分解オイルとを分離してガス改質部１２に投入しなければならない。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の廃棄物処理方法では、ガス変換溶融炉を前段の溶融ガス化部と後段のガス改質部とを中央の溶融スラグ排出部を介して接続一体化した構造とし、熱分解残査を前段に投入する一方、熱分解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶融炉の後段に投入してクラッキングを行うようにしたので、熱損失が少なくなり、ガス化効率を向上させることができる。また、ガス変換溶融炉を低圧としたので従来のように凝縮器で冷却水による急冷処理を行う必要がなくなり、冷却水の使用に伴う熱損失がなくなるうえに、排水処理も不要となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローを示すブロック図である。
【図２】従来例のフローを示すブロック図である。
【図３】他の先行例のフローを示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ガス変換溶融部、２  ガス変換溶融炉、３  熱分解炉、４  粉砕器、５凝縮器、６  急冷部、７  ガスクラッキング部、１０  ガス変換溶融炉、１１前段の溶融ガス化部、１２  後段のガス改質部、１３  溶融スラグ排出部、１４  熱分解炉、１５  粉砕器、１６  急冷装置、１７  熱回収装置、１８  乾式ガス処理装置
【図１】
0003969620.tif 000002
【図２】
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【図３】
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