(57)【要約】【課題】流動床部の温度を高めることなく溶融炉にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持できる廃棄物処理装置、および廃棄物処理方法を提供する。【解決手段】廃棄物処理装置Ｘ１は、第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる流動床部１２、およびフリーボード部１３を有する第１のガス化炉１０と、フリーボード部１３から排出されるガスを燃焼させる燃焼部９２を有する溶融炉９０と、第１の廃棄物Ｗ１よりも高発熱量の第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させる第２のガス化炉４０と、フリーボード部１３から燃焼部９２に至るまでの領域にて第１のガスＧ１に第２のガスＧ２を流入させる流入配管７０と、前記領域にて第２のガスＧ２に空気を供給することにより第２のガスＧ２を着火させるとともに着火された第２のガスＧ２および第１のガスＧ１の混合ガスＧに空気を供給して燃焼させる空気供給ユニット８０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動する加熱媒体によって構成されており第１の廃棄物を前記加熱媒体によって加熱することにより第１のガスを発生させる流動床部、および前記流動床部からの前記第１のガスの上昇を許容する空間を形成するフリーボード部を有する第１のガス化炉と、
前記フリーボード部を通じて排出されるガスを受け入れて当該ガスを燃焼させることにより当該ガス中の灰分を溶融させる燃焼部を有する溶融炉と、
前記第１の廃棄物の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物から第２のガスを発生させる第２のガス化炉と、
前記第２のガス化炉に接続されており、前記第１のガス化炉の前記フリーボード部から前記溶融炉の前記燃焼部に至るまでの領域において前記第１のガスに対して前記第２のガス化炉にて発生した前記第２のガスを流入させる流入配管と、
前記領域において、前記第２のガスに空気を供給することにより前記第２のガスを着火させる着火用空気供給装置と、
前記領域において、前記着火された第２のガスおよび前記第１のガスが混合された混合ガスに対して空気を供給することにより当該混合ガスを燃焼させる燃焼用空気供給装置と、を備える廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記流入配管は、前記第２のガス化炉にて発生した前記第２のガスが前記フリーボード部内に流入するように当該フリーボード部に接続されており、
前記着火用空気供給装置は、前記フリーボード部内に流入した前記第２のガスを着火させるように、前記フリーボード部内に空気を供給するように構成され、
前記燃焼用空気供給装置は、前記フリーボード部内における前記混合ガスを燃焼させるように、前記フリーボード部内に空気を供給するように構成される、請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記フリーボード部は、前記流入配管が接続される連通口と、前記着火用空気供給装置が接続される空気供給口と、を有しており、
前記連通口と前記空気供給口とは、前記連通口から前記フリーボード部内に流入する前記第２のガスの流れ方向と前記空気供給口から前記フリーボード部内に供給される空気の流れ方向とがなす角の角度が９０°以下となるように配置されている、請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記連通孔と前記空気供給口とは、鉛直方向において互いに重なっている、請求項３に記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記着火用空気供給装置と燃焼用空気供給装置とは、同一の前記空気供給口に接続されており、当該空気供給口を通じて、前記第２のガスを着火させるとともに当該着火された第２のガスおよび前記第１のガスが混合された前記混合ガスを燃焼させるための空気を前記フリーボード部内に供給する、請求項３または４に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
流動する加熱媒体によって構成される流動床部および前記流動床部の上方に位置するフリーボード部を有する第１のガス化炉において、第１の廃棄物を前記流動床部にて加熱し、これにより前記第１の廃棄物から第１のガスを発生させる第１のガス発生工程と、
前記フリーボード部に接続される燃焼部を有する溶融炉において、前記フリーボード部を通じて前記燃焼部に排出されたガスを当該燃焼部にて燃焼させることにより当該ガス中の灰分を溶融させる溶融工程と、
第２のガス化炉において、前記第１の廃棄物の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物から第２のガスを発生させる第２のガス発生工程と、
前記第１のガス化炉の前記フリーボード部から前記溶融炉の前記燃焼部に至るまでの領域において前記第２のガスを前記第１のガスに流入させる流入工程と、
前記領域において、前記第２のガスに空気を供給し、これにより前記第２のガスを着火させる着火工程と、
前記領域において、前記着火させた第２のガスおよび前記第１のガスが混合した混合ガスに空気を供給し、これにより前記混合ガスを燃焼させる燃焼行程と、を備える廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物をガス化させるとともに当該ガス化した廃棄物から灰分を溶融させる廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物をガス化し、当該ガス化した廃棄物から熱エネルギーを回収する廃棄物処理設備が知られている。この廃棄物処理設備には、例えば、廃棄物を加熱することによって当該廃棄物からガスを発生させるガス化炉と、当該ガスから熱エネルギーを回収する前に当該ガスを燃焼することにより灰分を溶融させつつ可燃性ガスを燃焼させる溶融炉と、を備えた廃棄物処理装置が用いられる。
【０００３】
特許文献１には、前記ガス化炉として、流動する加熱媒体から構成されており当該加熱媒体によって廃棄物を加熱する流動床部と、流動床部において加熱された廃棄物から発生したガスが通過するフリーボード部と、を有する流動床ガス化炉が記載されている。また、特許文献１には、前記溶融炉として、フリーボード部を通過するガスが流入する１次燃焼室と、当該１次燃焼室に繋がる２，３次燃焼室と、を有しており、１〜３次燃焼室において前記ガスを燃焼することにより当該ガスに含まれる灰分を溶融させつつ可燃性ガスを燃焼させる溶融炉が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４９３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶融炉において前記ガスから効率よく灰分を溶融させるためには、当該溶融炉において燃焼処理されるべきガスの温度を高温状態に維持する必要がある。溶融炉において燃焼処理されるべきガスの温度を高温状態に維持するためには、例えば流動床部の温度を高く設定することが考えられるが、流動床部の温度が高すぎると、当該流動床部上に大きな塊の廃棄物が供給された際に、当該塊が急激にガス化することによりフリーボード部内の圧力が急激に上昇してしまう可能性があるため、流動床部の温度を所定値以上に高くすることは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の観点からなされたものであり、その目的は、流動床部の温度を高めることなく溶融炉にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持できる廃棄物処理装置、および廃棄物処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記の課題を解決する手段として、フリーボード部から溶融炉に供給されて燃焼処理されるガスを事前に着火させることにより、当該ガスの温度を高めることに想到した。
【０００８】
上記の手段としては、例えば溶融炉において燃焼処理されるべきガスに対して事前に空気を供給することが考えられるが、廃棄物の発熱量が小さいと、当該廃棄物から発生したガスの発熱量も小さくなるため、当該ガスに対して空気を供給したとしても当該ガスが着火しない虞があり、溶融炉にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持できない可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明者は、流動床部およびフリーボード部を有する第１のガス化炉に加えて、当該第１のガス化炉とは別の第２のガス化炉を用意し、第１のガス化炉において低発熱量の第１の廃棄物から第１のガスを発生させるとともに、第２のガス化炉において高発熱量の第２の廃棄物から第２のガスを発生させ、フリーボード部から溶融炉に至る第１のガスに対して第２のガスを流入させつつ、当該第２のガスに空気を加えることにより、第２のガスを着火させるとともに、当該着火した第２のガスと第１のガスとの混合ガスにさらに空気を加えて燃焼させ、これにより溶融炉において燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持することに想到した。
【００１０】
本発明に係る廃棄処理装置は、流動する加熱媒体によって構成されており第１の廃棄物を前記加熱媒体によって加熱することにより第１のガスを発生させる流動床部、および前記流動床部からの前記第１のガスの上昇を許容する空間を形成するフリーボード部を有する第１のガス化炉と、前記フリーボード部を通じて排出されるガスを受け入れて当該ガスを燃焼させることにより当該ガス中の灰分を溶融させる燃焼部を有する溶融炉と、前記第１の廃棄物の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物から第２のガスを発生させる第２のガス化炉と、前記第２のガス化炉に接続されており、前記第１のガス化炉の前記フリーボード部から前記溶融炉の前記燃焼部に至るまでの領域において前記第１のガスに対して前記第２のガス化炉にて発生した前記第２のガスを流入させる流入配管と、前記領域において、前記第２のガスに空気を供給することにより前記第２のガスを着火させる着火用空気供給装置と、前記領域において、前記着火された第２のガスおよび前記第１のガスが混合された混合ガスに対して空気を供給することにより当該混合ガスを燃焼させる燃焼用空気供給装置と、を備える。
【００１１】
前記の廃棄処理装置では、第１のガス化炉の流動床部において低発熱量の第１の廃棄物から第１のガスを発生させつつ、第２のガス化炉において高発熱量の第２の廃棄物から第２のガスを発生させ、第１のガス化炉のフリーボード部から溶融炉の燃焼部に至る領域において第１のガスに対して第２のガスを流入させるとともに、当該領域において高発熱量で着火しやすい第２のガスに対して空気を供給することにより、当該第２のガスを安定して着火させることができ、当該着火した第２のガスと第１のガスとの混合ガスに対してさらに空気を供給することにより、当該混合ガスを高温状態とすることができる。従って、流動床部の温度を高めることなく溶融炉において燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持することができるとともに、廃棄処理装置において処理されるべき第１の廃棄物および第２の廃棄物の双方の廃棄物を処理することができる。
【００１２】
前記流入配管は、前記第２のガス化炉にて発生した前記第２のガスが前記フリーボード部内に流入するように当該フリーボード部に接続されており、前記着火用空気供給装置は、前記フリーボード部内に流入した前記第２のガスを着火させるように、前記フリーボード部内に空気を供給するように構成され、前記燃焼用空気供給装置は、前記フリーボード部内における前記混合ガスを燃焼させるように、前記フリーボード部内に空気を供給するように構成されることが好ましい。
【００１３】
前記の廃棄処理装置では、第１のガスが溶融炉の燃焼部に流入する前に、フリーボード部内において第２のガスを着火させるとともに当該着火させた第２のガスと第１のガスとの混合ガスを燃焼させることができるため、溶融炉の燃焼部にて燃焼処理されるべきガスを確実に高温状態にすることができる。
【００１４】
前記フリーボード部は、前記流入配管が接続される連通口と、前記着火用空気供給装置が接続される空気供給口と、を有しており、前記連通口と前記空気供給口とは、前記連通口から前記フリーボード部内に流入する前記第２のガスの流れ方向と前記空気供給口から前記フリーボード部内に供給される空気の流れ方向とがなす角の角度が９０°以下となるように配置されていることが好ましい。
【００１５】
前記の廃棄処理装置では、連通口からフリーボード部内に流入する第２のガスの流れ方向と空気供給口からフリーボード部内に供給される空気の流れ方向とがなす角の角度が９０°以下であるため、空気により着火された第２のガスが当該空気の流れ方向に沿って連通口を通じて配管内へ逆流してしまうことを抑止できる。
【００１６】
前記連通孔と前記空気供給口とは、鉛直方向において互いに重なっていることが好ましい。
【００１７】
前記の廃棄物処理装置では、連通口と空気供給口とが鉛直方向において互いに重なっているため、フリーボード部内における連通口の近傍の領域に対して集中的に空気を供給することができ、フリーボード部に流入する第２のガスを確実に着火させることができる。
【００１８】
前記着火用空気供給装置と燃焼用空気供給装置とは、同一の前記空気供給口に接続されており、当該空気供給口を通じて、前記第２のガスを着火させるとともに当該着火された第２のガスおよび前記第１のガスが混合された前記混合ガスを燃焼させるための空気を前記フリーボード部内に供給することが好ましい。
【００１９】
前記の廃棄物処理装置では、フリーボード部に対して着火用空気供給装置が繋がる空気供給口と燃焼用空気供給装置が繋がる空気供給口とを個別に設ける必要がないため、当該フリーボード部を簡易な構成とすることができる。
【００２０】
本発明に係る廃棄物処理方法は、流動する加熱媒体によって構成される流動床部および前記流動床部の上方に位置するフリーボード部を有する第１のガス化炉において、第１の廃棄物を前記流動床部にて加熱し、これにより前記第１の廃棄物から第１のガスを発生させる第１のガス発生工程と、前記フリーボード部に接続される燃焼部を有する溶融炉において、前記フリーボード部を通じて前記燃焼部に排出されたガスを当該燃焼部にて燃焼させることにより当該ガス中の灰分を溶融させる溶融工程と、第２のガス化炉において、前記第１の廃棄物の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物から第２のガスを発生させる第２のガス発生工程と、前記第１のガス化炉の前記フリーボード部から前記溶融炉の前記燃焼部に至るまでの領域において前記第２のガスを前記第１のガスに流入させる流入工程と、前記領域において、前記第２のガスに空気を供給し、これにより前記第２のガスを着火させる着火工程と、前記領域において、前記着火させた第２のガスおよび前記第１のガスが混合した混合ガスに空気を供給し、これにより前記混合ガスを燃焼させる燃焼工程と、を備える。
【００２１】
前記の廃棄物処理方法では、第１のガス発生工程において低発熱量の第１の廃棄物から第１のガスを発生させつつ、第２のガス発生工程において高発熱量の第２の廃棄物から第２のガスを発生させ、第１のガス化炉のフリーボード部から溶融炉の燃焼部に至る領域において第１のガスに対して第２のガスを流入させるとともに、当該領域において高発熱量で着火しやすい第２のガスに対して空気を供給することにより、当該第２のガスを安定して着火させることができ、当該着火した第２のガスと第１のガスとの混合ガスに対してさらに空気を供給することにより、当該混合ガスを高温状態とすることができる。従って、流動床部の温度を高めることなく溶融炉において燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持することができるとともに、第１の廃棄物および第２の廃棄物の双方の廃棄物を処理することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、流動床部の温度を高めることなく溶融炉にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持できる廃棄物処理装置、および廃棄物処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る廃棄物処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る第１のガス化炉のフリーボード部の鉛直方向に直交する方向における断面を示す。
【図３】本実施形態に係る廃棄物処理装置の変形例を示した図であって、図２と同様に、フリーボード部の鉛直方向に直交する方向における断面を示す。
【図４】本実施形態に係る廃棄物処理装置の他の変形例を示した図であって、図１と同様に、廃棄物処理装置の概略構成を示す。
【図５】流動床部にてガス化された廃棄物の温度が溶融炉の燃焼部に至るまでに７００℃以上となる条件を表すグラフであって、縦軸に流動床部の温度を、横軸に廃棄物の発熱量を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る廃棄物処理装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００２５】
図１には、本実施形態に係る廃棄物処理装置Ｘ１を示す。廃棄物処理装置Ｘ１は、例えば廃棄物収集車等によって運搬された各種の廃棄物を燃焼処理する装置である。
【００２６】
廃棄物処理装置Ｘ１は、当該廃棄物処理装置Ｘ１にて処理されるべき廃棄物のうち低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１が投入される第１のガス化炉ユニット３０と、前記廃棄物のうち第１の廃棄物Ｗ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物Ｗ２が投入される第２のガス化炉ユニット６０と、の２つのガス化炉ユニットを個別に備えている。
【００２７】
第１の廃棄物Ｗ１と第２の廃棄物Ｗ２とは、例えば、廃棄物処理装置Ｘ１が設置された施設に搬送される廃棄物から事前に分離されるとともに、当該施設において個別に保管され、必要に応じて第１，第２のガス化炉ユニット３０，６０のそれぞれに投入される。これにより、第１のガス化炉ユニット３０では、第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１が発生し、第２のガス化炉ユニット６０では、第２の廃棄物Ｗ２から前記第１のガスＧ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２のガスＧ２が発生する。
【００２８】
さらに、廃棄物処理装置Ｘ１は、第１のガス化炉ユニット３０内における第１のガスＧ１に対して第２のガス化炉ユニット内における第２のガスＧ２を流入させる流入配管７０と、第１，第２のガス化炉ユニット３０，６０の所定箇所に空気を供給する空気供給ユニット８０と、を備えている。
【００２９】
廃棄物処理装置Ｘ１では、第１のガス化炉ユニット３０内の第１のガスＧ１に対して、流入配管７０を通じて第２のガス化炉ユニット６０内の第２のガスＧ２を流入させることにより混合ガスＧを生成し、当該流入した第２のガスＧ２に対して空気供給ユニット８０から空気を供給して着火させることにより、第１のガス化炉ユニット３０内における混合ガスＧを高温状態に維持する。
【００３０】
以下では、まず、図１を参照しながら、第１のガス化炉ユニット３０および第２のガス化炉ユニット６０の２つのガス化炉ユニットの詳細な構成について説明する。
【００３１】
第１のガス化炉ユニット３０は、廃棄物処理装置Ｘ１にて処理されるべき廃棄物のうち、低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１を加熱することにより、当該第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる。第１のガス化炉ユニット３０は、第１の廃棄物Ｗ１を搬送する第１の廃棄物搬送装置２０と、当該第１の廃棄物搬送装置２０によって搬送された第１の廃棄物Ｗ１をガス化する第１のガス化炉１０と、を有している。
【００３２】
第１の廃棄物搬送装置２０は、第１の廃棄物Ｗ１を第１のガス化炉１０に搬送する。第１の廃棄物搬送装置２０は、例えば廃棄物を貯留可能な貯留器と、当該貯留器に繋がるケーシングと、当該ケーシング内に設置されたスクリューコンベアと、を有している。第１の廃棄物搬送装置２０の貯留器には、廃棄物処理装置Ｘ１にて処理されるべき廃棄物のうち低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１が投入され、当該投入された第１の廃棄物Ｗ１は、ケーシング内のスクリューコンベアの回転に伴って第１のガス化炉１０へと搬送される。
【００３３】
第１のガス化炉１０は、流動床式のガス化炉であって、流動する加熱媒体上に搬送された第１の廃棄物Ｗ１を当該加熱媒体によって加熱することにより、当該第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる。第１のガス化炉１０は、流動床部１２と、フリーボード部１３と、を有している。
【００３４】
流動床部１２は、流動する加熱媒体によって構成されており、当該加熱媒体によって第１の廃棄物Ｗ１を加熱することにより当該第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる。流動床部１２は、前記加熱媒体が貯留された貯留部と、当該貯留部の下方に位置しており加熱媒体を流動させるための空気が導入される空気導入部と、を有している。
【００３５】
フリーボード部１３は、流動床部１２において第１の廃棄物Ｗ１が加熱されることにより発生した第１のガスＧ１を二次燃焼させるための空間を形成する。フリーボード部１３は、流動床部１２から前記空間への第１のガスＧ１の上昇を許容するように、流動床部１２の上方に位置している。フリーボード部１３は、円筒状をなす側壁と、当該側壁を鉛直方向の上方から覆う上壁と、を含んでいる。また、フリーボード部１３は、当該フリーボード部１３の側壁の一部を貫通するように設けられており、第１の廃棄物搬送装置２０に繋がる流入口１３ａを有している。
【００３６】
このように、第１のガス化炉１０は、流入口１３ａを通じて、第１の廃棄物搬送装置２０によって搬送された第１の廃棄物Ｗ１をフリーボード部１３内に受け入れ、流動床部１２上に落下した第１の廃棄物Ｗ１を流動する加熱媒体によって加熱して第１のガスＧ１を発生させることにより、当該第１のガスＧ１を流動床部１２からフリーボード部１３へ上昇させる。
【００３７】
第２のガス化炉ユニット６０は、廃棄物処理装置Ｘ１にて処理されるべき廃棄物のうち、第１の廃棄物Ｗ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物Ｗ２を加熱することにより、当該第２の廃棄物Ｗ２から第１のガスＧ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２のガスＧ２を発生させる。第２のガス化炉ユニット６０は、第２の廃棄物Ｗ２を搬送する第２の廃棄物搬送装置５０と、当該第２の廃棄物搬送装置５０によって搬送された第２の廃棄物Ｗ２をガス化する第２のガス化炉４０と、を有している。
【００３８】
第２の廃棄物搬送装置５０は、第２の廃棄物Ｗ２を第２のガス化炉４０に搬送する。第２の廃棄物搬送装置５０は、例えば第１の廃棄物搬送装置２０と同様の構成を有している。第２の廃棄物搬送装置５０には、廃棄物処理装置Ｘ１にて処理されるべき廃棄物のうち第１の廃棄物Ｗ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物Ｗ２が投入され、当該投入された第２の廃棄物Ｗ２が第２のガス化炉４０へと搬送される。
【００３９】
第２のガス化炉４０は、第１のガス化炉１０と同様に、流動床式のガス化炉であって、流動する加熱媒体上に搬送された第２の廃棄物Ｗ２を当該加熱媒体によって加熱することにより、当該第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させる。本実施形態では、第２のガス化炉４０の容積は、第１のガス化炉１０の容積よりも小さく設計されている。第２のガス化炉４０は、流動床部４２と、フリーボード部４３と、を有している。
【００４０】
流動床部４２は、流動する加熱媒体によって構成されており、当該加熱媒体によって第２の廃棄物Ｗ２を加熱することにより当該第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させる。流動床部４２は、前記加熱媒体が貯留された貯留部と、当該貯留部の下方に位置しており加熱媒体を流動させるための空気が導入される空気導入部と、を有している。
【００４１】
フリーボード部４３は、流動床部４２において第２の廃棄物Ｗ２が加熱されることにより発生した第２のガスＧ２を二次燃焼させるための空間を形成する。フリーボード部４３は、流動床部４２から前記空間への第２のガスＧ２の上昇を許容するように、流動床部４２の上方に位置している。フリーボード部４３は、円筒状をなす側壁と、当該側壁を鉛直方向の上方から覆う上壁と、を含んでいる。また、フリーボード部４３は、当該フリーボード部４３の側壁の一部を貫通するように設けられており、第２の廃棄物搬送装置５０に繋がる流入口４３ａを有している。
【００４２】
このように、第２のガス化炉４０は、流入口４３ａを通じて、第２の廃棄物搬送装置５０によって搬送された第２の廃棄物Ｗ２をフリーボード部４３内に受け入れ、流動床部４２上に落下した第２の廃棄物Ｗ２を流動する加熱媒体によって加熱して第２のガスＧ２を発生させることにより、当該第２のガスＧ２を流動床部４２からフリーボード部４３へ上昇させる。
【００４３】
次に、図１および図２を参照しながら、流入配管７０および空気供給ユニット８０の詳細な構成について説明する。
【００４４】
流入配管７０は、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内の第１のガスＧ１に対して第２のガス化炉４０において発生した第２のガスＧ２を流入させる。流入配管７０は、以下のようにして、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３と第２のガス化炉４０のフリーボード部４３とを繋いでいる。
【００４５】
まず、図１に示すように、第２のガス化炉４０のフリーボード部４３は、第２の廃棄物Ｗ２を当該フリーボード部４３内に流入させるための流入口４３ａに加えて、フリーボード部４３内の第２のガスＧ２を当該フリーボード部４３から流出させる流出口４３ｂを有している。
【００４６】
また、図１および図２に示すように、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３は、第１の廃棄物Ｗ１を当該フリーボード部１３内に流入させるための流入口１３ａに加えて、フリーボード部４３内の第２のガスＧ２を当該フリーボード部１３内へと導くための連通口１３ｃを有している。連通口１３ｃは、鉛直方向において流出口４３ｂよりも上方に位置している。
【００４７】
そして、図１に示すように、流入配管７０は、流動床部４２からフリーボード部４３へ上昇した第２のガスＧ２が、当該流入配管７０を通じて流出口４３ｂから連通口１３ｃへ流入することを許容するように、流出口４３ｂと連通口１３ｃとを繋いでいる。これにより、第１のガス化炉１０において流動床部１２からフリーボード部１３へと上昇した第１のガスＧ１に対して、第２のガス化炉４０において発生した第２のガスＧ２が流入する。
【００４８】
空気供給ユニット８０は、第１のガス化炉１０および第２のガス化炉４０の所定箇所に空気を供給するユニットであって、その一部が本発明に係る着火用空気供給装置および燃焼用空気供給装置として機能する。具体的には、空気供給ユニット８０は、流動床部１２，４２を構成する加熱媒体を流動させる機能、流動床部４２からフリーボード部４３へ上昇した第２のガスＧ２を二次燃焼させる機能、およびフリーボード部１３内において第１のガスＧ１に流入した第２のガスＧ２を着火させる機能を有している。
【００４９】
空気供給ユニット８０は、空気供給部８１と、第１の空気供給配管８２と、第２の空気供給配管８３と、を有している。
【００５０】
空気供給部８１は、例えば送風機等によって構成されており、空気を送出する。
【００５１】
第２の空気供給配管８３は、空気供給部８１によって送出された空気を第２のガス化炉４０の所定箇所に導く。第２の空気供給配管８３は、空気供給部８１に繋がる幹部８３ａと、当該幹部８３ａから分岐する第１枝部８３ｂおよび第２枝部８３ｃと、を有している。
【００５２】
第１枝部８３ｂは、空気供給部８１の空気を第２のガス化炉４０における流動床部４２の空気導入部に導くことによって、流動床部４２の加熱媒体を流動させる。第１枝部８３ｂは、第２のガス化炉４０における流動床部４２の空気導入部に繋がっている。
【００５３】
第２枝部８３ｃは、空気供給部８１の空気を第２のガス化炉４０のフリーボード部４３内に導くことによって、流動床部４２からフリーボード部４３へ上昇した第２のガスＧ２を二次燃焼させる。第２枝部８３ｃは、流入口４３ａよりも鉛直方向の上方においてフリーボード部４３に繋がっている。
【００５４】
第１の空気供給配管８２は、空気供給部８１によって送出された空気を第１のガス化炉１０の所定箇所に導く。第１の空気供給配管８２は、空気供給部８１に繋がる幹部８２ａと、当該幹部８２ａから分岐する第１枝部８２ｂ、第２枝部８２ｃ、および第３枝部８２ｄと、を有している。
【００５５】
第１枝部８２ｂは、空気供給部８１の空気を第１のガス化炉１０における流動床部１２の空気導入部に導くことによって、流動床部１２の加熱媒体を流動させる。第１枝部８２ｂは、第１のガス化炉１０における流動床部１２の空気導入部に繋がっている。
【００５６】
第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄは、空気供給部８１の空気を第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内に導くことによって、当該フリーボード部１３内に流入した第２のガスＧ２に対して前記空気に含まれる空気を供給する。第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄからフリーボード部１３内に導かれる空気は、当該フリーボード部１３内において、第２のガスＧ２を着火させるとともに、当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ２との混合ガスＧを燃焼させる。このため、本実施形態では、空気供給ユニット８０のうち、空気供給部８１、第１の空気供給配管８２の幹部８２ａ、第２枝部８２ｃ、および第３枝部８２ｄが、本発明に係る着火用空気供給装置および燃焼用空気供給装置として機能する。すなわち、本実施形態では、本発明に係る着火用空気供給装置と燃焼用空気供給装置とが同一の空気供給ユニット８０によって構成されている。
【００５７】
ここで、第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄは、以下のようにして、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３に繋がっている。
【００５８】
まず、図２に示すように、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３は、第２のガス化炉４０において発生した第２のガスＧ２を当該フリーボード部１３内へと導くための連通口１３ｃに加えて、空気供給部８１から送出される空気をフリーボード部１３内へと導くための第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを有している。
【００５９】
第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅは、当該第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１３内に流入する空気の流れ方向と連通口１３ｃを通じてフリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向とが交差するとともに、当該流れ方向同士がなす角度が９０°以下となるように配置されている。第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅは、鉛直方向において連通口１３ｃと重なっている。第１の空気供給口１３ｄと第２の空気供給口１３ｅとは、フリーボード部１３の周方向において、連通口１３ｃを挟むように設けられている。
【００６０】
そして、第２枝部８２ｃは、流入配管７０の中心軸Ａ１と当該第２枝部８２ｃの中心軸Ｂ１とがなす角αが０°＜α≦９０°になる姿勢で第１の空気供給口１３ｄに繋がっており、第３枝部８２ｄは、流入配管７０の中心軸Ａ１と当該第３枝部８２ｄの中心軸Ｂ２とがなす角βが０°＜β≦９０°になる姿勢で第２の空気供給口１３ｅに繋がっている。ここで、第２のガスＧ２は、流入配管７０の中心軸Ａ１方向に沿ってフリーボード部１３内に流入し、空気は、第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄの中心軸Ｂ１，Ｂ２方向に沿ってフリーボード部１３内に流入する。従って、フリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向と空気の流れ方向とは、互いに交差するとともに、当該流れ方向同士がなす角が９０°以下となる。
【００６１】
廃棄物処理装置Ｘ１では、フリーボード部１３内の第１のガスＧ１に対して第２のガスＧ２が流入される際に、当該第２のガスＧ２と交差する方向から第１，第２の空気供給口１３ｄ，ｅを通じてフリーボード部１３内に流入する空気が、当該第２のガスＧ２に供給されることにより、第２のガスＧ２が着火される。そして、フリーボード部１３内において着火された第２のガスＧ２と流動床部１２からフリーボード部１３に上昇した第１のガスＧ１との混合ガスＧが、第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１２内へとさらに流入する空気によって燃焼される。これにより、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内において生成される第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合ガスＧが高温状態に維持される。
【００６２】
ここで、廃棄物処理装置Ｘ１は、前記混合ガスＧを燃焼処理するための溶融炉９０と、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内の前記混合ガスＧを溶融炉９０へと排出させる排出配管１００と、をさらに備えている。
【００６３】
以下では、図１を参照しつつ、溶融炉９０および排出配管１００の構成について説明する。
【００６４】
溶融炉９０は、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合ガスＧを燃焼処理することにより、当該混合ガスＧ中の灰分を溶融させるとともに、当該混合ガスＧ中の可燃性ガスを加熱する。溶融炉９０は、燃焼部９２と、当該燃焼部９２に繋がるスラグ排出部９３と、当該スラグ排出部９３に繋がるガス排出部９４と、を有している。
【００６５】
燃焼部９２は、混合ガスＧに空気を供給することにより燃焼処理を行う。燃焼部９２は、鉛直方向に延びる円筒状をなしている。燃焼部９２の上端は、閉口している。また、燃焼部９２の下端は、スラグ排出部９３に繋がっている。
【００６６】
燃焼部９２には、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内から排出配管１００を通じて排出された混合ガスＧが流入する。この排出配管１００は、以下のようにして、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３と溶融炉９０の燃焼部９２とを繋ぐことにより、フリーボード部１３内の混合ガスＧを燃焼部９２内へ排出させる。
【００６７】
まず、第１のガス化炉１０におけるフリーボード部１３は、流入口１３ａ、連通口１３ｃ、および第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅに加えて、当該フリーボード部１３内の混合ガスＧを当該フリーボード部１３から流出させる流出口１３ｂをさらに有している。流出口１３ｂは、フリーボード部１３の上壁の一部を貫通するように設けられており、鉛直方向において連通口１３ｃよりも上方に位置している。
【００６８】
また、溶融炉９０における燃焼部９２は、フリーボード部１３内の混合ガスＧを燃焼部９２内に流入させる流入口９２ａを有している。流入口９２ａは、燃焼部９２の下端よりも上端に近い側に設けられている。また、流入口９２ａは、鉛直方向においてフリーボード部１３の流出口１３ｂよりも上方に位置している。
【００６９】
そして、排出配管１００は、連通口１３ｃの近傍にて第２のガスＧ２が着火されることにより高温状態となった混合ガスＧが、当該排出配管１００を通じて流出口１３ｂから流入口９２ａへと上昇することを許容するように、当該流出口１３ｂと流入口９２ａとを繋いでいる。これにより、フリーボード部１３内において第２のガスＧ２の着火によって高温状態となった混合ガスＧが燃焼部９２へ排出される。
【００７０】
スラグ排出部９３は、燃焼部９２において燃焼処理された混合ガスＧから溶融された灰分であるスラグを溶融炉９０内から排出させる。スラグ排出部９３は、燃焼部９２の下端に繋がっており、当該燃焼部９２の下端から斜め下方に向かって延びている。また、スラグ排出部９３は、当該スラグ排出部９３の下端側にスラグ排出口９３ａを有している。燃焼部９２における混合ガスＧの燃焼処理によって生じたスラグは、自重に従って燃焼部９２の下端からスラグ排出部９３の内壁を滑り落ち、スラグ排出口９３ａを通じて溶融炉９０内から排出される。
【００７１】
ガス排出部９４は、燃焼部９２において燃焼処理された混合ガスＧにおける排ガスを溶融炉９０内から排出させる。ガス排出部９４は、スラグ排出部９３の下端に繋がっており、当該スラグ排出部９３の下端から斜め上方に向かって延びている。燃焼部９２において燃焼処理された混合ガスＧにおける排ガスは、スラグ排出部９３を通じてガス排出部９４へ上昇し、当該ガス排出部９４を通じて溶融炉９０内から排出される。溶融炉９０から排出された排ガスは、例えば廃棄物処理装置Ｘ１の外部に設置された熱回収装置に供給され、当該熱回収装置において前記排ガスの熱エネルギーが回収される。
【００７２】
以上説明した廃棄物処理装置Ｘ１によれば、低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させるとともに、高発熱量の第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させ、当該第２のガスＧ２を第１のガス化炉１０中の第１のガスＧ１に対して流入させるに際して着火させるとともに、当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧを燃焼させることにより、当該混合ガスＧを高温状態とし、当該高温状態の混合ガスＧを溶融炉９０においてさらに燃焼処理させることができる。このため、廃棄物処理装置Ｘ１によれば、以下の工程を含む廃棄物処理方法が実現される。
【００７３】
１）廃棄物分類工程
この工程では、廃棄物処理装置Ｘ１が設置された施設に廃棄物を搬送する前に、当該廃棄物を第１の廃棄物Ｗ１と当該第１の廃棄物Ｗ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物Ｗ２とに分類する。第１の廃棄物Ｗ１は、例えば一般収集ゴミ等の比較的低発熱量の廃棄物とし、第２の廃棄物Ｗ２は、例えば破砕粗大ゴミ、一般持込みゴミ、下水汚泥乾燥物、木質チップ、あるいは事業系持込みゴミ等の比較的高発熱量の廃棄物とする。そして、第１の廃棄物Ｗ１と第２の廃棄物Ｗ２とに分類された廃棄物を廃棄物処理装置Ｘ１が設置された施設に搬送し、当該施設において個別に保管する。
【００７４】
なお、本実施形態では、廃棄物を第１の廃棄物Ｗ１と第２の廃棄物Ｗ２とに分類した状態で廃棄物処理装置Ｘ１が設置された施設に搬送したが、これに限らない。例えば、廃棄物処理装置Ｘ１が設置された施設に搬送された廃棄物を当該施設において第１の廃棄物Ｗ１と第２の廃棄物Ｗ２とに分類してもよい。また、比較的高発熱量の廃棄物系バイオマス等を外部の施設から購入することにより、当該バイオマス等を第２の廃棄物Ｗ２として利用してもよい。
【００７５】
また、第２の廃棄物Ｗ２は、例えば紙あるいは木質等の廃棄物を含むとともに化石燃料由来の廃棄物を含まないように構成され、その発熱量は、２５００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇに設定されることが好ましい。
【００７６】
２）第１のガス発生工程
この工程では、以下のようにして、低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１を加熱することにより、当該第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる。
【００７７】
まず、第１の廃棄物搬送装置２０に第１の廃棄物Ｗ１を投入し、これにより当該第１の廃棄物Ｗ１を第１のガス化炉１０におけるフリーボード部１３の流入口１３ａを通じて流動床部１２上に供給する。
【００７８】
そして、空気供給ユニット８０の空気供給部８１を駆動することにより、当該空気供給部８１から第１の空気供給配管８２の幹部８２ａおよび第１枝部８２ｂを通じて流動床部１２に空気を供給し、これにより流動床部１２を構成する加熱媒体を流動させることによって、流動床部１２上の第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させる。流動床部１２において発生した第１のガスＧ１は、当該流動床部１２の上方に位置するフリーボード部１３へと上昇する。
【００７９】
３）第２のガス発生工程
この工程では、以下のようにして、第１の廃棄物Ｗ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２の廃棄物Ｗ２を加熱することにより、第１のガスＧ１の発熱量よりも大きい発熱量を有する第２のガスＧ２を発生させる。
【００８０】
まず、第２の廃棄物搬送装置５０に第２の廃棄物Ｗ２を投入し、これにより当該第２の廃棄物Ｗ２を第２のガス化炉４０におけるフリーボード部４３の流入口４３ａを通じて流動床部４２上に供給する。
【００８１】
そして、空気供給ユニット８０の空気供給部８１を駆動することにより、当該空気供給部８１から第２の空気供給配管８３の幹部８３ａおよび第１枝部８３ｂを通じて流動床部４２に空気を供給し、これにより流動床部４２を構成する加熱媒体を流動させることによって、流動床部４２上の第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させる。流動床部４２において発生した第２のガスＧ２は、当該流動床部４２の上方に位置するフリーボード部４３へと上昇する。
【００８２】
また、前記空気供給部８１を駆動することにより、当該空気供給部８１から第２の空気供給配管８３の幹部８３ａおよび第２枝部８３ｃを通じてフリーボード部４３に空気を供給し、これにより流動床部４２からフリーボード部４３へ上昇した第２のガスＧ２を２次燃焼させる。このとき、空気供給部８１からフリーボード部４３内へ供給する空気の供給量は、第２のガスＧ２の２次燃焼によって当該第２のガスＧ２が着火温度まで上昇する程度の供給量に設定する。
【００８３】
４）第２のガス流入工程
この工程では、以下のようにして、前記第２のガスの発生工程において第２の廃棄物Ｗ２から発生した第２のガスＧ２を第１のガス化炉１０におけるフリーボード部１３内の第１のガスＧ１に流入させる。
【００８４】
まず、第２のガス化炉４０のフリーボード部４３内の圧力を第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内の圧力よりも高く設定することにより、流動床部４２からフリーボード部４３に上昇した第２のガスＧ２を流出口４３ｂから流入配管７０へと流出させ、当該流出させた第２のガスＧ２をフリーボード部１３の連通口１３ｃへ導く。そして、連通口１３ｃを通じてフリーボード部１３へ第２のガスＧ２を流入させ、当該フリーボード部１３内において第１のガスＧ１に第２のガスＧ２を流入させる。
【００８５】
５）第２のガス着火工程
この工程では、以下のようにして、前記第２のガス流入工程において第１のガスＧ１に流入させた第２のガスＧ２をフリーボード部１３内において着火させる。
【００８６】
具体的には、前記第２のガス流入工程においてフリーボード部１３内に第２のガスＧ２を流入させると同時に、前記空気供給部８１の駆動によって、当該空気供給部８１から第１の空気供給配管８２の第２枝部８２ｃおよび第３枝部８２ｄを通じてフリーボード部１３内に空気を供給することにより、フリーボード部１３内に流入した第２のガスＧ２を着火させる。
【００８７】
本実施形態では、連通口１３ｃを通じてフリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向は、流入配管７０の中心軸Ａ１に沿った方向であり、第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１３内に流入する空気の流れ方向は、第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄの中心軸Ｂ１，Ｂ２に沿った方向である。このため、空気供給部８１の駆動によって当該空気供給部８１からフリーボード部１３内に空気を供給することにより、当該空気が第２のガスＧ２の流れ方向に交差する方向から当該第２のガスＧ２に供給され、これにより当該空気に含まれる酸素によって第２のガスＧ２が着火される。
【００８８】
６）混合ガス燃焼工程
この工程では、以下のようにして、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合ガスＧをフリーボード部１３内において燃焼させる。
【００８９】
具体的には、フリーボード部１３内において着火させた第２のガスＧ２と流動床部１２からフリーボード部１３へと上昇した第１のガスＧ１との混合ガスＧに対して、空気供給部８１から第１の空気供給配管８２の第２枝部８２ｃおよび第３枝部８２ｄを通じて空気を供給することにより、当該混合ガスＧを燃焼させる。
【００９０】
本実施形態では、混合ガスＧを燃焼させるための空気は、前記第２のガス着火工程における第２のガスＧ２を着火させるための空気と同様に、空気供給部８１から第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１３内に供給する空気である。このため、空気供給部８１から第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１３内に送出される空気量は、前記第２のガス着火工程において第２のガスＧ２を安定して着火させることができるとともに、当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧを十分に燃焼させることができる程度に調整される。
【００９１】
７）溶融工程
この工程では、前記混合ガス燃焼工程において高温状態となった混合ガスＧをさらに燃焼させることにより、当該混合ガスＧ中の灰分を溶融させる。
【００９２】
具体的には、まず、フリーボード部１３内において燃焼させることにより温度が上昇した混合ガスＧを、排出配管１００を通じて溶融炉９０の燃焼部９２へ排出させる。そして、当該排出された混合ガスＧを燃焼部９２において燃焼処理することにより、当該混合ガスＧ中の灰分を溶融させる。そして、混合ガスＧ中から溶融された灰分によって構成されるスラグをスラグ排出部９３のスラグ排出口９３ａを通じて溶融炉９０から排出させる。一方、混合ガスＧ中から灰分を溶融させた後のガスについては、ガス排出部９４を通じて溶融炉９０から排出させ、これにより例えば廃棄物処理装置Ｘ１の外部において当該ガスから熱エネルギーを回収する。
【００９３】
以上のようにして、廃棄物処理装置Ｘ１を用いた廃棄物処理方法が実現される。
【００９４】
ここで、図５のグラフは、一般的なガス化炉において、流動床部にてガス化された廃棄物に対してフリーボード部にて空気を供給した際に、当該ガス化された廃棄物の温度が７００℃以上となる条件を表すグラフである。図５のグラフでは、縦軸に流動床部の温度（℃）を、横軸に廃棄物の発熱量（ｋｃａｌ／ｋｇ）を示している。ガス化炉の流動床部上に供給された廃棄物は、図５に示した線Ｌ１よりも縦軸方向の上方の条件であれば、溶融炉の燃焼部に至るまでに７００℃以上の温度まで上昇し、当該燃焼部にて適切に燃焼処理されることになる。
【００９５】
ところで、流動床部の温度は、例えば当該流動床部上に大きな塊の廃棄物が供給された際に当該塊がガス化することによりフリーボード部内の圧力が急激に上昇してしまうことを抑止するため、５００〜５５０℃程度に設定される。しかしながら、図５に示すように、流動床部の温度が５００〜５５０℃となる範囲においては、廃棄物は、当該廃棄物の発熱量によっては溶融炉の燃焼部に至るまでに７００℃以上の温度まで上昇しない可能性があり、これによって当該燃焼部において廃棄物が適切に燃焼処理されない可能性がある。
【００９６】
そこで、廃棄物処理装置Ｘ１では、第１のガス化炉１０の流動床部１２において低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させつつ、第２のガス化炉４０の流動床部４２において高発熱量の第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させ、第１のガスＧ１が溶融炉９０の燃焼部９２に至る際に当該第１のガスＧ１に対して高発熱量で着火しやすい第２のガスＧ２を流入させるとともに、当該流入させた第２のガスＧ２に対して空気を供給することにより、当該第２のガスＧ２を安定して着火させるとともに、当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧに対してさらに空気を供給することにより、当該混合ガスＧを高温状態にする。これにより、第１のガス化炉１０の流動床部１２の温度を高めることなく溶融炉９０の燃焼部９２において燃焼処理されるべき混合ガスＧを高温状態に維持することができるとともに、廃棄物処理装置Ｘ１において処理されるべき第１の廃棄物Ｗ１および第２の廃棄物Ｗ２の双方の廃棄物を処理することができる。
【００９７】
さらに、廃棄物処理装置Ｘ１では、第１のガスＧ１が溶融炉９０の燃焼部９２に流入する前に、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内において第２のガスＧ２を着火させるとともに当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガス１との混合ガスＧを燃焼させることができるため、溶融炉９０の燃焼部９２にて燃焼処理されるべき混合ガスＧを確実に高温状態にすることができる。
【００９８】
さらに、廃棄物処理装置Ｘ１では、連通口１３ｃからフリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向と空気供給ユニット８０からフリーボード部１３内に供給される空気の流れ方向とがなす角α，βの角度が９０°以下であるため、空気中の酸素により着火された第２のガスＧ２が当該空気の流れ方向に沿って連通口１３ｃを通じて流入配管７０内へ逆流してしまうことを抑止できる。
【００９９】
さらに、廃棄物処理装置Ｘ１では、連通口１３ｃからフリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向と空気供給ユニット８０からフリーボード部１３内に供給される空気の流れ方向とがなす角α，βの角度が０°を超えており、当該第２のガスＧ２の流れ方向と空気の流れ方向とが交差しているため、フリーボード部１３内に流入した第２のガスＧ２を確実に着火させることができる。
【０１００】
さらに、廃棄物処理装置Ｘ１では、連通口１３ｃと第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅとが鉛直方向において互いに重なっているため、フリーボード部１３内における連通口１３ｃの近傍の領域に対して集中的に空気を供給することができ、フリーボード部１３に流入した第２のガスＧ２を確実に着火させることができる。
【０１０１】
さらに、排気物処理装置Ｘ１では、フリーボード部１３に対して第２のガスＧ２を着火させるための空気が導入される空気供給口と混合ガスＧを燃焼させるための燃焼用空気が導入される空気供給口とを個別に設ける必要がないため、当該フリーボード部１３を簡易な構成とすることができる。
【０１０２】
また、本実施形態に係る廃棄物処理方法では、第１のガス発生工程において低発熱量の第１の廃棄物Ｗ１から第１のガスＧ１を発生させつつ、第２のガス発生工程において高発熱量の第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させ、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３から溶融炉９０の燃焼部９２に至る第１のガスＧ１に対して高発熱量で着火しやすい第２のガスＧ２を流入させるとともに、当該流入させた第２のガスＧ２に対して酸素を含む空気を供給することにより、当該第２のガスＧ２を安定して着火させることができ、当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧに対してさらに空気を供給することにより、当該混合ガスＧを高温状態とすることができる。従って、流動床部１２の温度を高めることなく溶融炉９０において燃焼処理されるべき混合ガスＧを高温状態に維持することができるとともに、第１の廃棄物Ｗ１および第２の廃棄物Ｗ２の双方の廃棄物を処理することができる。
【０１０３】
なお、上記の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０４】
例えば、上記の実施形態では、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内に流入する第２のガスＧ２の流れ方向と当該フリーボード部１３内に流入する空気の流れ方向とがなす角α，βが０°＜α，β≦９０°となるように、円筒状をなすフリーボード部１３の周方向の一部に連通口１３ｃおよび第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅが設けられているが、フリーボード部１３の形状あるいは連通口１３ｃおよび第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅの配置については、フリーボード部１３内において第２のガスＧ２が着火可能となるように設定されていればよく、上記の実施形態に限定されるものではない。
【０１０５】
連通口１３ｃおよび第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅの配置は、例えば以下において説明する図３の変形例１のように、フリーボード部１３内における第２のガスＧ２の流れ方向と空気の流れ方向とが平行になるように設定されてもよい。
【０１０６】
変形例１では、図３に示すように、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３は、円筒状をなす円筒部１３ｆと、当該円筒部１３ｆの一部が径方向の外側に膨出するように形成された膨出部１３ｇと、を有している。膨出部１３ｇは、平坦状をなす側壁１３ｈを有しており、当該側壁１３ｈに連通口１３ｃおよび第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅが設けられている。このため、連通口１３ｃに繋がる流入配管７０の中心軸Ａ１と第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅに繋がる第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄの中心軸Ｂ１，Ｂ２とが平行となっている。
【０１０７】
変形例１では、以下のようにして、フリーボード部１３内に流入した第２のガスＧ２が着火される。
【０１０８】
第２のガス化炉４０において発生した第２のガスＧ２は、流入配管７０を通じて当該流入配管７０の中心軸Ａ１に沿ってフリーボード部１３の膨出部１３ｇ内に流入する。これと同時に、空気供給部８１から供給された空気は、第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄを通じて当該第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄの中心軸Ｂ１，Ｂ２に沿ってフリーボード部１３の膨出部１３ｇ内に流入する。互いに平行な流れ方向にて膨出部１３ｇ内に流入した第２のガスＧ２と空気とは、当該膨出部１３ｇ内において互いに干渉し、これにより第２のガスＧ２が着火される。
【０１０９】
なお、膨出部１３ｇの容積、および連通口１３ｃと第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅとの離間距離は、膨出部１３ｇ内において第２のガスＧ２と空気とが互いに干渉するように設定されればよい。
【０１１０】
また、上記の実施形態では、第１のガス化炉１０のフリーボード部１３内において第２のガスＧ２が着火されるとともに当該着火された第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧが燃焼されるが、溶融炉９０の燃焼部９２にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持することができるならば、第２のガスＧ２の着火位置は特に限定されるものではない。第１のガス化炉１０のフリーボード部１３から排出配管１００を通じて溶融炉９０の燃焼部９２に至る領域のいずれかの箇所において、第２のガスＧ２を着火させるとともに当該着火させた第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧを燃焼させることができれば、溶融炉９０の燃焼部９２にて燃焼処理されるべきガスを高温状態に維持することができる。
【０１１１】
第２のガスＧ２の着火位置は、例えば以下において説明する図４の変形例２のように、溶融炉９０の燃焼部９２内における上端側の位置であってもよい。
【０１１２】
変形例２では、図４に示すように、燃焼部９２が流入口９２ａに加えて連通口９２ｂを有しており、流入配管７０が第２のガス化炉４０におけるフリーボード部４３の流出口４３ｂと前記連通口９２ｂとを繋いでいる。燃焼部９２の連通口９２ｂは、当該燃焼部９２の下端よりも上端に近い側に設けられている。変形例２では、燃焼部９２の連通口９２ｂは、第１のガスＧ１の流れ方向において流入口９２ａよりも下流側に位置している。
【０１１３】
また、変形例２では、図４に示すように、第１の空気供給配管８２の第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄは、空気供給部８１から供給される空気によって燃焼部９２に流入した第２のガスＧ２が着火されるように、当該燃焼部９２に繋がっている。
【０１１４】
変形例２では、以下のようにして溶融炉９０の燃焼部９２にて燃焼処理されるべき混合ガスＧの温度が高温状態に維持される。
【０１１５】
第１のガス化炉１０において第１の廃棄物Ｗ１から発生した第１のガスＧ１は、排出配管１００を通じて、流入口９２ａから燃焼部９２内に排出される。また、第２のガス化炉４０において第２の廃棄物Ｗ２から発生した第２のガスＧ２は、流入配管７０を通じて連通口９２ｂから燃焼部９２内に流入し、第１のガスＧ１に流入する。このとき、連通口９２ｂから燃焼部９２に流入した第２のガスＧ２は、空気供給部８１から幹部８２ａおよび第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄを通じて燃焼部９２内に供給された空気によって着火される。そして、当該着火された第２のガスＧ２と第１のガスＧ１との混合ガスＧに対して、空気供給部８１から幹部８２ａおよび第２，第３枝部８２ｃ，８２ｄを通じて燃焼部９２内に供給された空気がさらに流入することにより、当該混合ガスＧが燃焼される。これにより、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合ガスＧは、高温に維持された状態で燃焼部９２の下端側へと流れ、この際に当該燃焼部９２によって燃焼処理されることにより当該混合ガスＧ中から灰分が溶融される。
【０１１６】
また、上記の実施形態では、本発明に係る着火用空気供給装置および燃焼用空気供給装置の機能が単一の空気供給ユニット８０によって実現されており、第２のガスＧ２の着火用の空気と混合ガスＧの燃焼用の空気とが同一の第１，第２空気供給口１３ｄ、１３ｅを通じてフリーボード部１３内に供給されているが、これに限らない。着火用空気供給装置と燃焼用空気供給装置とを個別に設けてもよいし、着火用の空気が導入される空気供給口と燃焼用の空気が導入される空気供給口とをフリーボード部１３における互いに離間した位置に形成してもよい。具体的には、例えば、着火用空気供給装置がフリーボード部１３の第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅに接続されることにより、当該第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅを通じてフリーボード部１３内に第２のガスＧ２の着火用の空気を供給するとともに、燃焼用空気供給装置がフリーボード部１３における第１，第２の空気供給口１３ｄ，１３ｅよりも上方に形成された空気供給口に接続されることにより、当該空気供給口を通じてフリーボード部１３内に混合ガスＧの燃焼用の空気を供給してもよい。
【０１１７】
また、上記の実施形態では、第２のガス化炉４０は、流動する加熱媒体によって構成される流動床部４２を有する流動床式のガス化炉であるが、その方式は特に限定されるものではなく、第２の廃棄物Ｗ２から第２のガスＧ２を発生させることが可能なガス化炉であればよい。例えば、第２のガス化炉４０は、固定床炉、キルン炉、あるいはシャフト炉等の方式であってもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｇ              混合ガス
Ｇ１            第１のガス
Ｇ２            第２のガス
Ｗ１            第１の廃棄物
Ｗ２            第２の廃棄物
Ｘ１            廃棄物処理装置
１０            第１のガス化炉
１２            流動床部
１３            フリーボード部
１３ｃ          連通口
１３ｄ          第１の空気供給口
１３ｅ          第２の空気供給口
４０            第２のガス化炉
７０            流入配管
８０            空気供給ユニット（着火用空気供給装置、燃焼用空気供給装置）
９０            溶融炉
９２            燃焼部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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