(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスとチャーを溶融炉に送って燃焼させることにより溶融スラグとして取り出すようにしてある廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーの一部と熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として上記溶融炉で発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造することを特徴とする活性炭製造方法。
【請求項２】
廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を有する廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーと熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として、ダストを捕集した後の熱分解ガスを上記燃焼炉と上記燃焼炉の下流に設置された二次燃焼室とで燃焼させて発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造することを特徴とする活性炭製造方法。
【請求項３】
廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスとチャーを溶融炉に送って燃焼させることにより溶融スラグとして取り出すようにしてある廃棄物処理設備の上記熱分解炉での熱分解で生成されたチャーを取り出すチャー取出ラインの途中に設けたチャーの一部を取り出す分枝ラインと熱分解ガスを取り出す熱分解ガス取出ライン途中の集じん機のダストラインを賦活炉に接続し、且つ上記溶融炉の高温排ガスラインから高温排ガスの一部を取り出す高温排ガス導入ラインを上記賦活炉に接続し、更に、上記溶融炉の下流に設置された廃熱回収ボイラの水蒸気ラインを上記賦活炉に接続した構成を有することを特徴とする活性炭製造装置。
【請求項４】
廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を有する廃棄物処理設備の上記熱分解炉での熱分解で生成されたチャーを取り出すチャー取出ラインと熱分解ガスを取り出す熱分解ガス取出ライン途中の集じん機のダストラインを賦活炉に接続し、且つ上記燃焼炉の下流に設置された二次燃焼室の高温排ガスラインから高温排ガスの一部を取り出す高温排ガス導入ラインを上記賦活炉に接続し、更に、上記二次燃焼室の下流に設置された廃熱回収ボイラの水蒸気ラインを上記賦活炉に接続した構成を有することを特徴とする活性炭製造装置。
【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処理する設備でダイオキシン除去用に使用する活性炭の製造方法及び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廃棄物処理設備は、図２にその一例の概要を示す如く、外熱キルン方式の熱分解炉１内に投入した廃棄物２を、該熱分解炉１の外側に形成した加熱流路に熱風供給ライン３と熱風排出ライン４により熱風を流通させることで外側より間接的に加熱分解してガス化し、生成された熱分解ガス２ａを、熱分解ガス取出ライン５によりサイクロンの如き集じん機６を通して溶融炉７に導くと共に、熱分解ガス取出ライン５から分岐させた回収ライン１２を、熱風供給ライン３に組み付けられた熱風発生炉１３に導いて熱回収させるようにし、一方、上記熱分解ガス２ａと共に生成された熱分解残渣であるチャー２ｂを、チャー取出ライン８により取り出して選別機９にて不燃物２ｃを選別除去してから上記溶融炉７に送るようにすると共に、上記集じん機６で捕集されたダスト（微粉粒子チャー）２ｄを、ダストライン１０を通しチャー取出ライン８のチャー２ｂに合流させて溶融炉７に送るようにし、これらチャー２ｂやダスト２ｄを溶融炉７で熱分解ガス２ａにより更に高温燃焼させて灰分を溶融スラグ１１として取り出すようにし、更に、溶融炉７の高温排ガス１６に含まれる未燃焼の一酸化炭素などを二次燃焼室１８で燃焼させるようにしてある。
【０００６】
上記廃棄物処理設備では、チャー２ｂやダスト２ｄを溶融炉で１３００℃以上の高温で燃焼させることにより、ダイオキシンの発生を抑えることができるものであるが、通常は、溶融炉７の高温排ガスライン１４に廃熱回収ボイラ１５を設けて高温排ガス１６の熱エネルギーを回収し、ガス冷却塔１９にてガスを冷却するため、高温排ガス１６の温度が下げられてしまうことにより、わずかながらダイオキシンが再合成されてしまう。
【０００７】
そのため、ガス冷却塔１９の下流に、バグフィルタ１７を設置して、該バグフィルタ１７に活性炭を吹き込むようにし、廃熱回収ボイラ１５を通った後の高温排ガス１６と熱風排出ライン４に排出された排ガスとを、バグフィルタ１７を通すことにより、ダイオキシンを活性炭に吸着させてから放出させるようにすることが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、高温排ガス１６中のダイオキシンを処理する場合、活性炭が吹き込まれたバグフィルタ１７を通過させることは非常に有効ではあるものの、市販の活性炭は非常に高価で且つ寿命も短いため、膨大な運転費用が掛かることになり、設備全体の運転費用の中でも活性炭が占める割合が大きくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、市販の活性炭を使用せずに、設備自体で活性炭を安価に製造することができるような活性炭製造方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【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、廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスとチャーを溶融炉に送って燃焼させることにより溶融スラグとして取り出すようにしてある廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーの一部と熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として上記溶融炉で発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造するようにする活性炭製造方法及び装置とする。
【００１１】
廃棄物から生成されるチャーの一部や熱分解ガスから捕集したダストが活性炭原料とされ、この活性炭原料が溶融炉で発生した高温排ガスを熱源とする賦活炉内で、廃熱回収により生じた水蒸気で賦活処理されることによって、活性炭が得られるので、活性炭製造に必要なユーティリティはすべて廃棄物処理設備自体で賄うことができる。
【００１２】
又、廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を有する廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーと熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として、ダストを捕集した後の熱分解ガスを上記燃焼炉と上記燃焼炉の下流に設置された二次燃焼室とで燃焼させて発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造するようにする活性炭製造方法及び装置としてもよい。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明の活性炭製造装置の実施の一形態を示すもので、図２に示したと同様な構成としてある廃棄物処理設備において、賦活炉２４を設置し、該賦活炉２４に、チャー取出ライン８の選別機９よりも下流部から分けた分岐ライン８ａを接続し、且つ該分岐ライン８ａの途中に粉砕機２５を設けて、粉砕機２５で粉砕したチャー２ｂを賦活炉２４に活性炭原料として供給できるようにし、更に、熱分解ガス２ａ中のダスト２ｄを捕集する集じん機６のダストライン１０を、上記分岐ライン８ａの途中の位置に接続して、粉砕後のチャー２ｂと共にダスト２ｄを活性炭原料として賦活炉２４に供給できるようにする。
【００１５】
又、溶融炉７の高温排ガスライン１４の途中と上記賦活炉２４との間に高温排ガス導入ライン２０を接続して、高温排ガス１６の一部を高温排ガス導入ライン２０を通し賦活炉２４の熱源として導入できるようにし、且つ上記溶融炉７の下流に位置する廃熱回収ボイラ１５の水蒸気ライン２１を上記賦活炉２４に接続して、廃熱回収ボイラ１５で発生した水蒸気２２を水蒸気ライン２１を通し賦活炉２４に供給できるようにし、活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭２３を得るようにする。
【００１６】
上記廃棄物処理設備の運転時、熱分解炉１からチャー取出ライン８に取り出されたチャー２ｂの一部を分岐ライン８ａに送り、粉砕機２５で細かく粉砕してから賦活炉２４に送るようにする。又、熱分解ガス２ａ中から集じん機６で捕集したダスト２ｄも、ダストライン１０から上記チャー取出ライン８の分岐ライン８ａを通して賦活炉２４に送るようにする。
【００１７】
一方、上記賦活炉２４には、溶融炉７で発生した高温排ガス１６を、高温排ガスライン１４から高温排ガス導入ライン２０を通すことにより導入して、該高温排ガス１６を熱源として賦活炉２４を運転させるようにし、更に、廃熱回収ボイラ１５で発生させた水蒸気２２を水蒸気ライン２１を通し賦活炉２４に送給することにより、賦活炉２４内の活性炭原料を８００〜１０００℃の処理条件で水蒸気賦活処理して活性炭２３を得るようにする。
【００１８】
このように、本発明では、熱分解炉１で生成されたチャー２ｂや熱分解ガス２ａ中から捕集したダスト２ｄを活性炭原料として用い、又、賦活炉２４に必要な熱源は溶融炉７の高温排ガス１６を用い、更に、水蒸気２２は廃熱回収ボイラ１５の廃熱回収によって生じたものを用いるようにするので、活性炭２３の製造に必要なユーティリティはすべて廃棄物処理設備自体で賄うことができる。したがって、活性炭２３を安価に製造することができる。
【００１９】
上記において、熱分解炉１で生成されたチャー２ｂや熱分解ガス２ａ中から捕集したダスト２ｄは炭化物であるが、それ自体では活性炭としての吸着能力が乏しいので、本発明では、上述したように、水蒸気賦活して能力を上げる処理を施すようにしている。したがって、得られた活性炭２３をバグフィルタ１７、あるいは、必要に応じてバグフィルタ１７の下流に設置する吸着塔等で使用することにより、ダイオキシンの除去に有効となる。又、余剰の活性炭２３は他の設備で用いるようにしてもよい。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、チャー２ｂとダスト２ｄの両方を賦活炉２４に供給するようにした場合を示したが、いずれか一方のみでもよいこと、又、実施の形態では、熱分解炉１での熱分解により生成された熱分解ガス２ａとチャー２ｂを溶融炉７で燃焼させる廃棄物処理設備において、賦活炉２４での処理に必要な熱源として溶融炉７からの高温排ガス１６を用いるようにした場合を示したが、熱分解ガス２ａをボイラ燃焼炉の如き燃焼炉で燃焼させる廃棄物処理設備において、上記燃焼炉から得られた高温排ガスを用いるようにしてもよいこと、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、本発明によれば、廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスとチャーを溶融炉に送って燃焼させることにより溶融スラグとして取り出すようにしてある廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーの一部と熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として上記溶融炉で発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造するようにする活性炭製造方法及び装置としてあるので、活性炭製造に必要なユーティリティを廃棄物処理設備自体で賄うことができることにより、吸着能力の高い活性炭を安価に製造することができて、設備全体の運転費用を低減することができ、又、廃棄物を熱分解炉で熱分解し、生成された熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を有する廃棄物処理設備の上記熱分解により生成されたチャーと熱分解ガス中から捕集したダストを、賦活炉に活性炭原料として供給し、該賦活炉の熱源として、ダストを捕集した後の熱分解ガスを上記燃焼炉と上記燃焼炉の下流に設置された二次燃焼室とで燃焼させて発生した高温排ガスを用い、更に、該賦活炉に、水蒸気を送給して、上記活性炭原料を水蒸気賦活処理して活性炭を製造するようにする活性炭製造方法及び装置としても、活性炭を安価に製造することができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の活性炭製造装置の実施の一形態を示す廃棄物処理設備の概要図である。
【図２】廃棄物処理設備の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１  熱分解炉
２  廃棄物
２ａ  熱分解ガス
２ｂ  チャー
２ｄ  ダスト
５  熱分解ガス取出ライン
６  集じん機
７  溶融炉
８  チャー取出ライン
１０  ダストライン
１１  溶融スラグ
１４  高温排ガスライン
１５  廃熱回収ボイラ
１６  高温排ガス
１８  二次燃焼室
２０  高温排ガス導入ライン
２１  水蒸気ライン
２２  水蒸気
２３  活性炭
２４  賦活炉
【図１】
0004211119.tif 000002
【図２】
0004211119.tif 000003