(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解によって生成された熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼炉と、熱分解残留物を燃焼させる熱分解残留物燃焼炉と、前記各燃焼炉の燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置とを備え、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスと熱分解残留物とを各々別の燃焼炉で焼却処理するようにした廃棄物処理装置において、前記熱分解ガス燃焼炉の排ガスを前記熱分解装置を経て排ガス処理装置に導くように接続するとともに、前記各燃焼炉に空気を送る空気供給ファンと、前記熱分解ガス燃焼炉の出口に燃焼排ガスと前記空気供給ファンにより燃焼炉に送られる空気との間で熱交換を行う排ガス熱交換器と、前記熱分解装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記空気供給ファンと排ガス熱交換器の間に配置された調整弁と、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記排ガス熱交換器を通る空気量を制御する制御装置とを設け、前記排ガス熱交換器を通過した空気を少なくとも一方の燃焼炉に燃焼用空気として供給するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解によって生成された熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼炉と、熱分解残留物を燃焼させる熱分解残留物燃焼炉と、前記各燃焼炉の燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置とを備え、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスと熱分解残留物とを各々別の燃焼炉で焼却処理するようにした廃棄物処理装置において、前記熱分解ガス燃焼炉の排ガスを前記熱分解装置を経て排ガス処理装置に導くように接続するとともに、前記熱分解装置に付設された乾燥装置と、前記各燃焼炉に空気を送る空気供給ファンと、前記熱分解ガス燃焼炉の出口に燃焼排ガスと前記空気供給ファンにより燃焼炉に送られる空気との間で熱交換を行う排ガス熱交換器と、前記熱分解装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記空気供給ファンと排ガス熱交換器の間に配置された調整弁と、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記排ガス熱交換器を通る空気量を制御する制御装置とを設け、前記排ガス熱交換器を通過した空気を前記乾燥装置に導き、乾燥装置を通過した空気を少なくとも一方の燃焼炉に燃焼用空気として供給するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記各燃焼炉の出口に配置された酸素濃度計と、前記空気供給ファンと各燃焼炉を接続する空気流路に介装された調整弁と、前記酸素濃度計の出力に基づいて前記調整弁を制御して各燃焼炉に供給する空気量を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記熱分解装置を通過した排ガスが持つ熱で蒸気を発生させる蒸気発生用の熱交換器と、前記熱分解残留物燃焼炉の排ガスの持つ熱で蒸気を過熱する過熱用の熱交換器と、過熱された蒸気で発電を行う発電装置とを設けたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解して、その揮発成分である熱分解ガスと、不揮発性分である熱分解残留物をそれぞれ別の燃焼炉で燃焼させて処理するようにした廃棄物処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を無酸素もしくは低酸素雰囲気中で加熱し、廃棄物を揮発性の熱分解ガスと不揮発性の熱分解残留物とに分離し、熱分解ガスと熱分解残留物とをそれぞれ専用の燃焼炉で燃焼させて処理するものとして、たとえば、特開平１０−１８５１５１号公報に開示された廃棄物処理装置が提案されている。
【０００３】
この廃棄物処理装置は、無酸素あるいは低酸素雰囲気中で廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解により生成された熱分解残留物を燃焼させる第１の燃焼装置と、熱分解により生成された熱分解ガスを燃焼させる第２の燃焼装置と、前記第２の燃焼装置から排出される燃焼排ガスにより蒸気を発生させる廃熱蒸気発生装置と、前記第１の燃焼装置から排出される燃焼排ガスにより蒸気を過熱する廃熱加熱装置と、過熱された蒸気で発電を行う発電装置と、前記廃熱蒸気発生装置および廃熱加熱装置を通過した前記第１および第２の燃焼装置の燃焼排ガスにより空気を加熱する空気加熱器と、排ガス処理装置および排ガス放出口を備え、前記空気加熱器で加熱された空気を熱分解用の熱源として前記熱分解装置に送るように構成されている。
【０００４】
また、前記第１の燃焼装置で焼却された熱分解残留物の灰分は、第１の燃焼装置内で溶融され、冷却固化後、スラグとして建材などに再利用あるいは埋め立て処分される。
【０００５】
このような廃棄物処理装置では、前記第１および第２の燃焼装置の燃焼排ガスの一方で蒸気を発生させ、他方で蒸気の過熱を行うようにしたので、発電装置における発電効率を向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記熱分解装置において、熱分解装置のジャケットに熱風を送り廃棄物を３００〜６００℃で熱分解する場合、熱分解装置に送り込まれる加熱用の熱風には約１０００℃の温度が要求される。
【０００７】
しかし、前記の廃棄物処理装置においては、各燃焼装置から排出され発電を行った後の燃焼排ガスを熱分解装置の熱源とするため、空気加熱器で得られる空気の温度は約５００℃程度となり、再度空気を加熱するための設備が必要となるだけでなく、廃棄物処理装置内で発生する熱の利用効率が低下することになる。
【０００８】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、装置内で発生する熱を有効利用することができるようにした廃棄物処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本出願の請求項１に記載の発明は、廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解によって生成された熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼炉と、熱分解残留物を燃焼させる熱分解残留物燃焼炉と、前記各燃焼炉の燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置とを備え、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスと熱分解残留物とを各々別の燃焼炉で焼却処理するようにした廃棄物処理装置において、前記熱分解ガス燃焼炉の排ガスを前記熱分解装置を経て排ガス処理装置に導くように接続するとともに、前記各燃焼炉に空気を送る空気供給ファンと、前記熱分解ガス燃焼炉の出口に燃焼排ガスと前記空気供給ファンにより燃焼炉に送られる空気との間で熱交換を行う排ガス熱交換器と、前記熱分解装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記空気供給ファンと排ガス熱交換器の間に配置された調整弁と、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記排ガス熱交換器を通る空気量を制御する制御装置とを設け、前記排ガス熱交換器を通過した空気を少なくとも一方の燃焼炉に燃焼用空気として供給するようにした。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解によって生成された熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼炉と、熱分解残留物を燃焼させる熱分解残留物燃焼炉と、前記各燃焼炉の燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置とを備え、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスと熱分解残留物とを各々別の燃焼炉で焼却処理するようにした廃棄物処理装置において、前記熱分解ガス燃焼炉の排ガスを前記熱分解装置を経て排ガス処理装置に導くように接続するとともに、前記熱分解装置に付設された乾燥装置と、前記各燃焼炉に空気を送る空気供給ファンと、前記熱分解ガス燃焼炉の出口に燃焼排ガスと前記空気供給ファンにより燃焼炉に送られる空気との間で熱交換を行う排ガス熱交換器と、前記熱分解装置内の温度を検出する温度検出手段と、前記空気供給ファンと排ガス熱交換器の間に配置された調整弁と、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記排ガス熱交換器を通る空気量を制御する制御装置とを設け、前記排ガス熱交換器を通過した空気を前記乾燥装置に導き、乾燥装置を通過した空気を少なくとも一方の燃焼炉に燃焼用空気として供給するようにした。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１もしくは請求項２に記載の発明において、前記各燃焼炉の出口に配置された酸素濃度計と、前記空気供給ファンと各燃焼炉を接続する空気流路に介装された調整弁と、前記酸素濃度計の出力に基づいて前記調整弁を制御して各燃焼炉に供給する空気量を制御する制御装置とを設けた。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１もしくは請求項２に記載の発明において、前記熱分解装置を通過した排ガスが持つ熱で蒸気を発生させる蒸気発生用の熱交換器と、前記熱分解残留物燃焼炉の排ガスの持つ熱で蒸気を過熱する過熱用の熱交換器と、過熱された蒸気で発電を行う発電装置とを設けた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図である。
【００１４】
同図において、１は廃棄物を集積する建て屋。２は乾燥装置で、廃棄物投入装置（図示せず）により建て屋１から廃棄物が供給される。３は熱分解装置で、乾燥装置２から粉砕機（図示せず）を通して適当な大きさに粉砕された廃棄物が供給される。４は分離器で、熱分解装置３で生成された熱分解ガスと熱分解残留物が供給され、熱分解ガスと熱分解残留物とを分離する。
【００１５】
５は熱分解ガス燃焼炉で、分離器４に接続され、分離器４から供給される熱分解ガスを燃焼させる。６は排ガス熱交換器で、熱分解ガス燃焼炉５の出口に設置されている。そして、熱分解ガス燃焼炉５で熱分解ガスを燃焼させて発生した排ガスは、排ガス熱交換器６を通して熱分解装置３に供給され、あるいは熱分解装置３を通して乾燥装置２に供給される。
【００１６】
７は前処理装置で、分離器４に接続され、分離器４から供給された熱分解残留物を冷却するとともに、細粒に粉砕する。８は熱分解残留物燃焼炉で、前処理装置７に接続され、細粒に粉砕された熱分解残留物を燃焼させるとともに、燃焼によって発生する灰分を溶融して溶融スラグ化し、水槽（図示せず）へ排出する。
【００１７】
９は空気供給ファンで、その吸い込み口が建て屋１に接続されている。空気供給ファン９の吐出側は複数の経路に分岐され、その一つは調整弁１０を介して熱分解ガス燃焼炉５に、他の一つは調整弁１１を介して熱分解残留物燃焼炉８に、更に他の一つは調整弁１２および排ガス熱交換器６を通して熱分解残留物燃焼炉８に接続されている。
【００１８】
１３は蒸気発生装置で、熱分解装置３あるいは熱分解装置３と乾燥装置２を通して排出される熱分解ガス燃焼炉５の排ガスの経路に設置されている。１４は蒸気過熱装置で、熱分解残留物燃焼炉８の排ガスの経路に設置され、蒸気発生装置１３に接続されている。１５は発電装置で、蒸気加熱装置１４から供給される加熱蒸気で発電を行い、凝縮された水を蒸気発生装置１３へ送出する。
【００１９】
１６は排ガス処理装置で、蒸気発生装置１３を通した熱分解ガス燃焼炉５の排ガスと蒸気加熱装置１４を通した熱分解残留物燃焼炉８の排ガスを急冷するとともに、排ガス中の有害物質を除去する。１７は誘引ファンで、その吸い込み口が排ガス処理装置１６に接続されている。１８は排気筒で、誘引ファン１７の吐出口に接続され、誘引ファン１７から吐出される排ガスを大気中に放出する。
【００２０】
２０は温度検出器で、熱分解装置３の内部の温度を検出する。２１は制御装置で、温度検出器２０の出力に基づいて、調整弁１２の開度を調整し、熱分解装置３内の温度を４００〜６００℃の範囲内に制御する。
【００２１】
２２は酸素濃度計で、熱分解ガス燃焼炉５の出口部に設置され、熱分解ガス燃焼炉５の排ガス中の酸素濃度を検出する。２３は制御装置で、酸素濃度計２２の検出結果に基づいて制御弁１０の開度を調整し、熱分解ガス燃焼炉５に送る空気の量を調整する。
【００２２】
２４は酸素濃度計で、熱分解残留物燃焼炉８の出口部に設置され、熱分解残留物燃焼炉８の排ガス中の酸素濃度を検出する。２５は制御装置で、酸素濃度計２４の検出結果に基づいて制御弁１１の開度を調整し、熱分解残留物燃焼炉８に送る空気の量を調整する。
【００２３】
このような構成で、建て屋１に集められた廃棄物は、廃棄物投入装置により乾燥装置２に投入され乾燥される。乾燥装置２で乾燥された廃棄物は、粉砕装置で適当な大きさに粉砕され熱分解装置３に投入される。熱分解装置３に投入された廃棄物は、所定の温度に制御された熱分解装置３で、揮発性の熱分解生成物である熱分解ガス（乾留ガス）と不揮発性の熱分解生成物である熱分解残留物に分解される。
【００２４】
このとき、廃棄物に含まれる有害な塩素化合物は、その約３０％は熱分解ガス中に移行し、残りは熱分解残留物側に残される。
【００２５】
熱分解により生成された熱分解ガスと熱分解残留物は、分離器４に投入され、熱分解ガスと熱分解残留物に分離される。そして、熱分解ガスは熱分解ガス燃焼炉５に送られ、熱分解残留物は前処理装置７に送られて冷却、粉砕された後熱分解残留物燃焼炉８に送られる。
【００２６】
熱分解ガス燃焼炉５では、約１３００℃で熱分解ガスを燃焼させ、熱分解ガス中の有害物質を熱分解する。このとき、酸素濃度計２２により排気ガス中の酸素濃度を検出し、調整弁１０の開度を制御することにより適正な燃焼状態を維持することができる。
【００２７】
熱分解ガスの燃焼によって排出される排ガスには、塩素化合物が熱分解されて発生した塩素ガスが含まれている。そして、１３００℃のまま排ガスを熱分解装置へ供給すると、熱分解装置３内の伝熱面温度が約６００℃となり、排ガス中に含まれる塩素ガスにより熱分解装置３ないが腐食されるため、排ガスを熱分解装置３で利用可能な温度（１０００℃以下）まで冷却することが必要になる。
【００２８】
排ガス熱交換器６で空気供給ファン９から送られてくる燃焼用空気と熱交換され、たとえば、約１０００℃まで冷却された後、熱分解用の熱源として熱分解装置３のジャケット部に供給される。熱分解装置３に供給される排ガスの温度は、熱分解装置３内の温度を検出する温度検出器２０の検出結果に基づいて、制御装置２１により調整弁の開度を調整することにより調整する。
【００２９】
熱分解装置３で廃棄物の熱分解に使用された排ガスは、蒸気発生装置１３へ、あるいは乾燥装置２を通して蒸気発生装置１３へ送られ、蒸気発生装置１３の熱源として使用される。
【００３０】
熱分解残留物燃焼炉８でも、熱分解残留物を約１３００℃で燃焼させ、熱分解残留物中に含まれる有害物質を分解する。このとき、熱分解残留物燃焼炉８の出口から排出される排ガス中の酸素濃度を酸素濃度計２４で検出し、その検出結果に基づいて制御装置２５で制御弁１１の開度を調整することにより適正な燃焼状態を維持することができる。
【００３１】
熱分解装置３あるいは乾燥装置２通過した熱分解ガスの燃焼排ガスを熱源として蒸気発生装置１３で発生した蒸気は、熱分解残留物燃焼炉８から排出される約１３００℃の排ガスで過熱され発電装置１５に送られ、発電装置１５での発電に利用される。
【００３２】
熱分解ガス燃焼炉５の排ガスと熱分解残留物燃焼炉８に排ガスは、蒸気発生装置１３と蒸気過熱装置１４の下流で合流し、排ガス処理装置１６に送り込まれ、約２００℃程度になるように冷却されるとともに、排ガス中の有害物質が除去される。そして、誘引ファン１７により誘引され、排気筒１８から大気中に放出される。
【００３３】
空気供給ファン９の吸い込み口を、廃棄物を集積する建て屋１に接続することにより、空気供給ファン９の作動により建て屋１内を負圧にすることができるので、廃棄物が発生する臭いを建て屋１外に発散させることを防止することができる。また、廃棄物が発生する臭いを空気とともに各燃焼炉５、８で燃焼させ分解することができる。
【００３４】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図である。
同図において、図１と同じものは、同じ符号を付けて示してある。２６は可燃性ガスの供給口である。
【００３５】
この実施の形態は、空気供給ファン９から吐出され排ガス熱交換器６で熱交換された空気を乾燥装置２に導入して、廃棄物の乾燥を行った後、熱分解ガス燃焼炉５および熱分解残留物燃焼炉８に供給するようにしたものである。
【００３６】
なお、熱分解残留物を燃焼させるだけでは熱分解残留物燃焼炉８の燃焼温度が１３００℃まで上がらないとき、供給口２６から可燃性ガスを供給して燃焼温度を上げることができるようにしてある。
【００３７】
このような構成としても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図である。
同図において、図１および図２と同じものは、同じ符号を付けて示してある。１９は予熱器で、排ガス熱交換器６と熱分解残留物燃焼炉８に間に配置され、発電装置１５と蒸気発生装置１３の間に接続されている。
【００３９】
この実施の形態では、予熱器１９は、排ガス熱交換器６により加熱された空気で、発電装置１５で凝縮された水を加熱し、蒸気発生装置１３に送るようにしているので、前記２つの実施の形態に比べ蒸気の発生量を増加させ、発電装置１５における発電量を向上させるように構成されている。
【００４０】
このような構成としても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、前記各本実施の形態では、熱分解ガスを燃焼させた排ガスと熱分解残留物を燃焼させた排ガスを蒸気発生装置１３の下流側で合流させているが、蒸気発生装置１３の上流側で合流させることにより、熱分解残留物燃焼炉８が排出する熱をさらに有効に利用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、廃棄物を熱分解する熱分解装置と、熱分解によって生成された熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼炉と、熱分解残留物を燃焼させる熱分解残留物燃焼炉と、前記各燃焼炉の燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置とを備え、廃棄物を熱分解して生成された熱分解ガスと熱分解残留物とを各々別の燃焼炉で焼却処理するようにした廃棄物処理装置において、熱分解ガスおよび熱分解残留物を高温で燃焼させることができ、各燃焼炉で発生した熱を、廃棄物の乾燥、熱分解、発電などに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す廃棄物処理装置の構成図。
【符号の説明】
１…廃棄物、２…乾燥装置、３…熱分解装置、４…分離器、５…熱分解ガス燃焼炉、６…排ガス熱交換器、７…前処理装置、８…熱分解残留物燃焼炉、９…空気供給ファン、１０…調整弁、１１…調整弁、１２……調整弁、１３…蒸気発生装置、１４…蒸気過熱装置、１５…発電装置、１６…排ガス処理装置、１７…誘引ファン、１８…排気筒、１９…予熱器、２０…温度検出器、２１…制御装置、２２…酸素濃度計、２３…制御装置、２４…酸素濃度計、２５…制御装置。２６…燃焼ガス供給口  。
【図１】
0003817397.tif 000002
【図２】
0003817397.tif 000003
【図３】
0003817397.tif 000004