(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解する外熱キルン炉の下流側に、熱分解ガスを専焼できるバーナを備えた溶融炉を設置して、該溶融炉のバーナに、上記外熱キルン炉の出口側分離室の上部に接続した熱分解ガスラインを導設し、且つ上記外熱キルン炉の出口側分離室の下部から取り出された熱分解残渣を貯留するための貯留槽を設け、該貯留槽内の熱分解残渣を、上記溶融炉内に供給して、該溶融炉内にて上記外熱キルン炉より熱分解ガスラインを経て導かれる熱分解ガスと混焼できるようにし、更に、上記熱分解ガスと熱分解残渣とを混焼できるようにしてある溶融炉に二次燃焼室を連設し、且つ該二次燃焼室に、熱分解ガスを全量専焼できるバーナを装備させて、該バーナに、上記溶融炉のバーナに接続してある熱分解ガスラインより分岐させた分岐ラインを導設し、上記熱分解ガスラインにおける上記分岐ラインの分岐位置よりも下流側の位置と、上記分岐ラインに、個別の調節弁を設けてなる構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみなどの廃棄物を熱分解ガス化すると共に熱分解残渣を溶融させるようにした廃棄物熱分解ガス化溶融装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の廃棄物の処理方式としては、焼却炉にて廃棄物を燃焼するようにした燃焼方式が採用されている。
【０００３】
しかしながら、上記燃焼方式の場合には、▲１▼燃焼排ガス中に含まれるダイオキシン発生の問題があること、▲２▼ガス量が多く熱エネルギーの利用効率が悪いこと、▲３▼灰が多量に出るのでその処理が大変であること、▲４▼埋立地の容量が限界に近付いてきていること、等の問題が提起されている。
【０００４】
そのため、次世代の廃棄物処理方式として、廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残渣（チャー）を溶融炉で空気比１．３程度の少ない空気量で高温にして燃焼させ、廃棄物中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が開発され、一部で実証運転が行われている。かかる方式では、廃棄物を熱分解ガス化するために、外熱キルン方式を採用し、外部からの熱で廃棄物を間接的に加熱、乾燥させて熱分解させるようにしている。
【０００５】
廃棄物を熱分解ガス化・溶融するために用いられている熱分解ガス化溶融装置は、図２にその一例の概要を示す如く、一端の入口２側よりも他端の出口３側を約３度低くなるように傾斜させて横向きに配置したロータリー型の外熱キルン炉１の長手方向一端の入口２に、給じん機４を設けて投入ホッパ５から廃棄物６を投入するようにすると共に、上記外熱キルン炉１の長手方向他端の出口３に、熱分解ガス６ａと熱分解残渣６ｂとを分離する分離室７を設け、外熱キルン炉１を低速で回転させた状態において、投入ホッパ５内に投入された廃棄物６を給じん機４によって外熱キルン炉１内に徐々に供給しつつ、外側の加熱流路８内に、熱回収空気１３や補助燃料１２を用いて熱風発生炉９で発生させた高温ガス（熱風）１０を、高温ガス送給ライン１１を通し出口３側から入口２側へ向け流通させることにより、外熱キルン炉１内の廃棄物６を加熱、乾燥させて熱分解させるようにしてある。
【０００６】
又、上記外熱キルン炉１内での熱分解により生成された熱分解ガス６ａは、分離室７の上部に接続された熱分解ガスライン１４を通して下流側の旋回溶融炉１５内へ送るようにし、一方、金属類６ｄを含む熱分解残渣６ｂは、金属類６ｄを資源として回収してから粉砕機１６で微粉化し、熱分解残渣ライン１７を通して上記溶融炉１５内へ供給することにより熱分解ガスと気流中で混焼させることで溶融させて溶融スラグ６ｃとして取り出すようにし、更に、上記溶融炉１５の溶融排ガス１５ａの熱エネルギーを廃熱回収ボイラで回収して熱利用や発電用の蒸気を発生させるようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記廃棄物熱分解ガス化溶融装置の場合、熱分解ガス６ａと熱分解残渣６ｂの溶融炉１５内での同時混焼が前提のため、外熱キルン炉１と溶融炉１５の系統は直結しており独立して運転調整することができるようにはなっていないので、たとえば、外熱キルン炉１での廃棄物６の性状変化や必要蒸気発生量の変動があっても、溶融炉１５以降の処理量は成り行きまかせとなり、燃焼量や蒸気発生量の自由な調整を行うことができず、又、メンテナンス等のために外熱キルン炉１もしくは溶融炉１５のどちらかの運転を停止させると、プラント全体の運転を停止せざるを得ないのが実状である。
【０００８】
そこで、本発明は、溶融炉への熱分解残渣の供給量を必要負荷に応じて自由に調整できるようにし、更に、外熱キルン炉及び溶融炉をどちらも単独で運転することができるようにしようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、廃棄物を熱分解する外熱キルン炉の下流側に、熱分解ガスを専焼できるバーナを備えた溶融炉を設置して、該溶融炉のバーナに、上記外熱キルン炉の出口側分離室の上部に接続した熱分解ガスラインを導設し、且つ上記外熱キルン炉の出口側分離室の下部から取り出された熱分解残渣を貯留するための貯留槽を設け、該貯留槽内の熱分解残渣を、上記溶融炉内に供給して、該溶融炉内にて上記外熱キルン炉より熱分解ガスラインを経て導かれる熱分解ガスと混焼できるようにし、更に、上記熱分解ガスと熱分解残渣とを混焼できるようにしてある溶融炉に二次燃焼室を連設し、且つ該二次燃焼室に、熱分解ガスを全量専焼できるバーナを装備させて、該バーナに、上記溶融炉のバーナに接続してある熱分解ガスラインより分岐させた分岐ラインを導設し、上記熱分解ガスラインにおける上記分岐ラインの分岐位置よりも下流側の位置と、上記分岐ラインに、個別の調節弁を設けてなる構成とする。
【００１０】
外熱キルン炉内で廃棄物を熱分解した後の熱分解残渣は炭状で悪臭もなく、安定した物質であるため、燃料として貯留槽に一旦貯留させておくことができるので、負荷側の必要量に応じて溶融炉へ自由に供給量を調整することができる。
【００１１】
又、溶融炉に二次燃焼室を連設し、且つ該二次燃焼室に、熱分解ガスを全量専焼できるバーナを装備させて、該バーナに熱分解ガスラインの分岐ラインを導設した構成としてあるので、溶融炉の二次燃焼室のバーナで余剰熱分解ガスを燃焼させることができ、且つ二次燃焼室だけでも充分な滞留時間をとることができるので、溶融炉を停止しても、熱分解ガスを全量燃焼させることができる。したがって、外熱キルン炉と溶融炉を単独で運転することも可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の一形態を示すもので、図２に示したと同様に、熱風発生炉９で発生させた高温ガス１０を熱源として、廃棄物６を外熱キルン炉１内で熱分解させるようにしてある構成において、上記外熱キルン炉１の下流側に、供給された熱分解ガスを専焼できるバーナ１９を備えた回転式表面溶融炉２０を設置し、該溶融炉２０のバーナ１９に、外熱キルン炉１の分離室７の上部に接続した熱分解ガスライン１４を導設して、外熱キルン炉１内で発生した熱分解ガス６ａを溶融炉２０のバーナ１９で燃焼させられるようにし、又、上記外熱キルン炉１の分離室７の下部から取り出された熱分解残渣６ｂを所要量貯留するための貯留槽２１を設けて、該貯留槽２１内に貯留させた熱分解残渣６ｂを、クレーン２２及び供給コンベヤ２３を介して溶融炉２０内に任意に供給できるようにする。
【００１４】
又、上記溶融炉２０に二次燃焼室２４を連設し、且つ該二次燃焼室２４に、供給された熱分解ガス６ａを全量専焼できるバーナ２５を装備させて、該バーナ２５に、熱分解ガスライン１４から分岐させた分岐ライン２６を導設し、二次燃焼室２４内で熱分解ガス６ａを燃焼させられるように、更に、上記二次燃焼室２４の出側に廃熱回収ボイラ１８を組み込んだ構成とする。上記二次燃焼室２４は、熱分解ガス６ａを全量専焼させた場合にも充分な滞留時間を確保できる容量としてある。
【００１５】
なお、２７は溶融炉２０のバーナ１９へ燃焼用空気を送る空気ライン、２８は二次燃焼室２４のバーナ２５へ燃焼用空気を送る空気ライン、２９は熱分解ガスファン、３０，３１は調節弁を示す。図１において、図２と同一部分には同一符号が付してある。
【００１６】
外熱キルン炉１の運転により生成された熱分解ガス６ａは、分離室７の上部から熱分解ガスライン１４を通り溶融炉２０のバーナ１９に供給される。したがって、分離室７の下部から取り出された熱分解残渣６ｂが溶融炉２０内に供給されることにより、バーナ１９による助燃によって熱分解残渣６ｂは溶融されて溶融スラグ６ｃとされるが、この際、上記熱分解残渣６ｂは、分離室７から取り出されると、貯留槽２１内に一旦貯留されることになるため、溶融炉２０の系統の必要量に応じて、クレーン２２及び供給コンベヤ２３を介して溶融炉２０内に供給することができる。すなわち、発電や熱利用に必要な量を溶融炉２０へ供給することができる。
【００１７】
上記の場合、熱分解残渣６ｂは、微細な炭状のものであり熱分解前の廃棄物６自体に比して容量は極めて少なく、且つ衛生的な問題も起こらないので、燃料として長期間の貯留も可能である。
【００１８】
又、上記熱分解ガス６ａは、溶融炉２０が停止した場合も熱分解ガスライン１４から分岐させた分岐ライン２６を通って溶融炉２０の二次燃焼室２４に装備されたバーナ２５に導かれるため、二次燃焼室２４で熱分解ガス６ａを全量燃焼させることができる。
【００１９】
このように、分離室７から取り出した熱分解残渣６ｂを貯留槽２１内に一時貯留しておくことができることから、貯留槽２１の容量を充分に確保しておけば、メンテナンス等のために溶融炉２０の運転を停止させた場合でも、発生する残渣６ｂを受け入れることができる。また、熱分解ガス６ａは二次燃焼室２４で全量焼却できるため、外熱キルン炉１を単独で運転することが可能となり、定格の運転を継続させることができ、逆に、外熱キルン炉１の運転を停止させた場合でも、助燃材としてプロパン等の外部燃料を使えば溶融炉１を単独で運転することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、溶融炉として回転式表面溶融炉２０を用いるようにした場合を示したが、バーナ式溶融炉であれば他の型式のものであってもよいこと、又、実施の形態では、貯留槽２１内の熱分解残渣６ｂの搬送にクレーン２２を用いるようにした場合を示したが、他の搬送手段を適宜採用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の廃棄物熱分解ガス化溶融装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 廃棄物を熱分解する外熱キルン炉の下流側に、熱分解ガスを専焼できるバーナを備えた溶融炉を設置して、該溶融炉のバーナに、上記外熱キルン炉の出口側分離室の上部に接続した熱分解ガスラインを導設し、且つ上記外熱キルン炉の出口側分離室の下部から取り出された熱分解残渣を貯留するための貯留槽を設け、該貯留槽内の熱分解残渣を、上記溶融炉内に供給して、該溶融炉内にて上記外熱キルン炉より熱分解ガスラインを経て導かれる熱分解ガスと混焼できるようにし、更に、上記熱分解ガスと熱分解残渣とを混焼できるようにしてある溶融炉に二次燃焼室を連設し、且つ該二次燃焼室に、熱分解ガスを全量専焼できるバーナを装備させて、該バーナに、上記溶融炉のバーナに接続してある熱分解ガスラインより分岐させた分岐ラインを導設し、上記熱分解ガスラインにおける上記分岐ラインの分岐位置よりも下流側の位置と、上記分岐ラインに、個別の調節弁を設けてなる構成としてあるので、分離室から取り出した熱分解残渣を燃料として貯留槽内に貯留することができ、これにより、溶融炉系統で必要とする量の熱分解残渣を溶融炉に供給することができる。
(2) 溶融炉内で熱分解ガスを燃焼させることに加えて、二次燃焼室内でも熱分解ガスを燃焼させることができるので、熱分解ガスは、溶融炉の運転にかかわりなく全量を燃焼処理することができる。したがって熱分解残渣は貯留槽で長期間の貯留が可能であり、熱分解ガスは、二次燃焼室で全量燃焼も可能なため、外熱キルン炉、あるいは、溶融炉の単独運転を行うことができ、又、メンテナンス等を行うときでもプラント全体を停止させる必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物熱分解ガス化溶融装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】廃棄物熱分解ガス化溶融装置の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１  外熱キルン炉
６  廃棄物
６ａ  熱分解ガス
６ｂ  熱分解残渣
７  分離室
１４  熱分解ガスライン
１９  バーナ
２０  回転式表面溶融炉（溶融炉）
２１  貯留槽
２４  二次燃焼室
２５  バーナ
２６  分岐ライン
３０  調節弁
３１  調節弁
【図１】
0003921765.tif 000002
【図２】
0003921765.tif 000003