(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床式焼却炉の下部より、不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動媒体とよりなる焼却済み混合物を抜き出す抜き出しコンベヤと、焼却済み混合物を篩って不燃物と流動媒体とに分別し、流動媒体を取り出す篩装置と、取り出された流動媒体の少なくとも一部を再使用のために焼却炉に戻す流動媒体戻しコンベヤとにより構成される流動媒体循環使用機構を有する流動床式焼却炉において、焼却炉に戻す再使用流動媒体を、焼却炉頂部の排ガス出口付近に導入することを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法。
【請求項２】
焼却炉頂部の排ガス出口付近に導入した再使用流動媒体に対して、空気を排ガス上流側より吹き付ける、請求項１記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法。
【請求項３】
流動床式焼却炉の下部より、不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動媒体とよりなる焼却済み混合物を抜き出す抜き出しコンベヤと、焼却済み混合物を篩って不燃物と流動媒体とに分別し、流動媒体を取り出す篩装置と、取り出された流動媒体の少なくとも一部を再使用のために焼却炉に戻す流動媒体戻しコンベヤとにより構成される流動媒体循環使用機構を有する流動床式焼却炉において、焼却炉頂部の排ガス出口に、焼却炉に戻す再使用流動媒体導入パイプが設けられ、同パイプの下端開口部に対向する排ガス出口の下壁に、焼却炉側に傾斜した再使用流動媒体流下案内傾斜壁部が設けられていることを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【請求項４】
焼却炉頂部の再使用流動媒体導入パイプの下端開口部の下側に、空気を排ガス上流側より吹き付ける空気供給ノズルが設けられている、請求項３記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【請求項５】
流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトを山形とし、山形の頂部と流動床式焼却炉との間の傾斜排ガスダクトの途中に流動媒体を導入することを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法。
【請求項６】
流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトが山形となされ、山形の頂部と流動床式焼却炉との間の傾斜排ガスダクトの途中に流動媒体導入パイプが接続されていることを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【請求項７】
流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトを山形とし、コントロール手段により山形の頂部より流動床式焼却炉側に流動媒体を導入しあるいはまた山形の頂部より溶融炉側に流動媒体を導入することを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法。
【請求項８】
流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトが山形となされ、山形の頂部より流動床式焼却炉側に流動媒体を導入しあるいはまた山形の頂部より溶融炉側に流動媒体を導入する流動媒体導入コントロール手段が設けられていることを特徴とする、流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【請求項９】
流動媒体導入コントロール手段が、山形の排ガスダクトの頂部に設けられた揺動筒体であり、山形の排ガスダクトの頂部の再使用流動媒体導入パイプの下端開口部から揺動筒体に投入された再使用流動媒体が、揺動筒体の傾きにより流動床式焼却炉側に導入され、あるいはまた山形の頂部より溶融炉側に導入されるようになされている、請求項８記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【請求項１０】
流動媒体導入コントロール手段が、山形の排ガスダクトの頂部の上方に設けられた可逆モータ付きスクリューコンベヤであり、再使用流動媒体導入パイプの下端開口部からスクリューコンベヤの中央部に投入された再使用流動媒体が、スクリューコンベヤの正転により流動床式焼却炉側に導入され、あるいはまたスクリューコンベヤの逆転により溶融炉側に導入されるようになされている、請求項８記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流動床式焼却炉の下部より、不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動媒体（流動砂）とよりなる焼却済み混合物を抜き出す抜き出しコンベヤと、焼却済み混合物を篩って不燃物と流動媒体とに分別し、流動媒体を取り出す篩装置と、取り出された流動媒体の少なくとも一部を再使用のために焼却炉に戻す流動媒体戻しコンベヤとにより構成される流動媒体循環使用機構を有する流動床式焼却炉は、既に知られている（例えば特開平１１−１７３５２４号公報参照）。この従来の流動床式焼却炉においては、焼却炉に戻す再使用流動媒体を、いわゆるゴミシュート部分から焼却炉の流動床上部に導入していた。
【０００３】
また従来、流動床式焼却炉から排出される排ガスダクトの途中にサイクロンを設け、サイクロン内で排ガスと流動媒体を接触させて、流動媒体に付着したカーボン等未燃物を排ガス中の未燃物と共に燃焼させていた（例えば特開平７−３２４７１７号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前者の流動床式焼却炉では、炉内で廃棄物を完全に焼却するために炉内温度を例えば９００℃と高く設定し、炉上部には二次焼却室を設け、炉の下流側にはガス冷却器を設置していた。そしてこの場合、焼却炉の流動床内で廃棄物等の燃焼物が完全燃焼しておれば、焼却炉に戻す再使用流動媒体を、焼却炉の流動床上部に導入しても問題はないが、例えば近年、排ガス量の低減、処理残渣の減容化、エネルギー回収率の向上等の目的を満たし、実現性も高い新しい技術として注目されている「流動床式ガス化溶融システム」においては、流動層内の燃焼温度が約６００℃と低く設定されているが、このようなガス化炉では、通常の焼却炉よりも炉床負荷が高く、未燃ガス、未燃カーボンが多く発生する。そのうち、未燃カーボンは炉床に流動砂と共に堆積しやすく、炉床砂の熱灼減量増加の原因となるという問題があった。なお、上記のような炉内温度が９００℃と高い焼却炉においても、流動媒体には、未燃のカーボンが若干含まれていた。
【０００５】
また後者のように、排ガスダクトの途中にサイクロンを設けると、高温用サイクロンが必要となり、設備が複雑になるとともに、コストが高くつくという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、流動層内の燃焼温度を低く設定しても、流動媒体に付着する未燃カーボン類を確実に除去することができて、安定な燃焼が可能であり、しかも設備を簡素化することができて、コストが安くつくとともに、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉とを具備する流動床式ガス化溶融システムにおいて、溶融炉側へ未燃カーボンだけでなく、流動砂も一部搬送可能であり、流動砂のＳｉ成分によるスラグ調質および砂量の調整を行なうことができる、流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法およびその装置を提供しようとするにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法は、流動床式焼却炉の下部より、不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動媒体とよりなる焼却済み混合物を抜き出す抜き出しコンベヤと、焼却済み混合物を篩って不燃物と流動媒体とに分別し、流動媒体を取り出す篩装置と、取り出された流動媒体の少なくとも一部を再使用のために焼却炉に戻す流動媒体戻しコンベヤとにより構成される流動媒体循環使用機構を有する流動床式焼却炉において、焼却炉に戻す再使用流動媒体を、焼却炉頂部の排ガス出口付近に導入することを特徴としている。
【０００８】
上記において、焼却炉頂部の排ガス出口付近に導入した再使用流動媒体に対して、空気を排ガス上流側より吹き付けるのが、望ましい。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置は、流動床式焼却炉の下部より、不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動媒体とよりなる焼却済み混合物を抜き出す抜き出しコンベヤと、焼却済み混合物を篩って不燃物と流動媒体とに分別し、流動媒体を取り出す篩装置と、取り出された流動媒体の少なくとも一部を再使用のために焼却炉に戻す流動媒体戻しコンベヤとにより構成される流動媒体循環使用機構を有する流動床式焼却炉において、焼却炉頂部の排ガス出口に、焼却炉に戻す再使用流動媒体導入パイプが設けられ、同パイプの下端開口部に対向する排ガス出口の下壁に、焼却炉側に傾斜した再使用流動媒体流下案内傾斜壁部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
上記において、焼却炉頂部の再使用流動媒体導入パイプの下端開口部の下側に、空気を排ガス上流側より吹き付ける空気供給ノズルが設けられている。
【００１１】
本発明の請求項５記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法は、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトを山形とし、山形の頂部と流動床式焼却炉との間の傾斜排ガスダクトの途中に流動媒体を導入することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置は、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトが山形となされ、山形の頂部と流動床式焼却炉との間の傾斜排ガスダクトの途中に流動媒体導入パイプが接続されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項７記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法は、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトを山形とし、コントロール手段により山形の頂部より流動床式焼却炉側に流動媒体を導入しあるいはまた山形の頂部より溶融炉側に流動媒体を導入することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項８記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し装置は、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクトが山形となされ、山形の頂部より流動床式焼却炉側に流動媒体を導入しあるいはまた山形の頂部より溶融炉側に流動媒体を導入する流動媒体導入コントロール手段が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
ここで、流動媒体導入コントロール手段は、山形の排ガスダクトの頂部に設けられた揺動筒体であり、山形の排ガスダクトの頂部の再使用流動媒体導入パイプの下端開口部から揺動筒体に投入された再使用流動媒体が、揺動筒体の傾きにより流動床式焼却炉側に導入され、あるいはまた山形の頂部より溶融炉側に導入されるようになされているのが、好ましい。
【００１６】
また、流動媒体導入コントロール手段は、山形の排ガスダクトの頂部の上方に設けられた可逆モータ付きスクリューコンベヤであり、再使用流動媒体導入パイプの下端開口部からスクリューコンベヤの中央部に投入された再使用流動媒体が、スクリューコンベヤの正転により流動床式焼却炉側に導入され、あるいはまたスクリューコンベヤの逆転により溶融炉側に導入されるようになされているのが、好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１と図２を参照すると、本発明の第１実施形態では、流動床式ガス化溶融システムにおいて、流動床式焼却炉(1) をガス化炉として用いて、ガス化炉の排ガス経路の下流側に溶融炉（図示略）が設置されている。
【００１９】
流動床式焼却炉(1) は、下部に流動媒体として流動砂を用いた流動床(2) を具備し、この流動床(2) の上方近くの炉壁に廃棄物導入パイプ(3) が接続されている。排ガスは、焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) より排ガスダクト(5) を経て、溶融炉（図示略）側に送られる。
【００２０】
流動床式焼却炉(1) の下端部の流動砂等取出し口(6) より不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動砂とよりなる焼却済み混合物が抜き出されて、抜き出しスクリューコンベヤ(7) に送られる。焼却済み混合物は、コンベヤ(7) 前端部より排出パイプ(8) を経て篩装置(9) の始端部に送られ、篩装置(9) のスクリーン(10)を通過する間に、焼却済み混合物は不燃物と流動砂とに分別される。
【００２１】
流動砂は、スクリーン(10)下側の流動砂出口(11)より取り出されて、流動砂の少なくとも一部すなわち全部または一部は、循環再使用のために返送ライン(12)を経て、流動砂戻しコンベヤ(13)により焼却炉(1) の頂部に戻される。なお、不燃物は、篩装置(9) のスクリーン(10)より前側の不燃物排出口(18)より図示しない不燃物搬送コンベヤ上に排出される。
【００２２】
本発明では、焼却炉(1) に戻す再使用流動砂を、焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) 付近に導入するものである。すなわち、焼却炉(1) 頂部の上方近くに、流動砂戻しコンベヤ(13)の上端部より再使用流動砂を受ける再使用流動砂導入用スクリューコンベヤ(14)が水平状に設置され、このコンベヤ(14)の前端部下側に接続された再使用流動砂導入パイプ(15)が、焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) に上からのぞむように設けられている。そして、同パイプ(15)の下端開口部に対向する排ガス出口(4) の下壁には、焼却炉(1) 側に傾斜した再使用流動砂流下案内傾斜壁部(17)が設けられている。この再使用流動砂流下案内傾斜壁部(17)の傾斜角度（θ）は、例えば２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°である。
【００２３】
焼却炉(1) 頂部の再使用流動砂導入パイプ(15)の下端開口部の下側には、空気を排ガス上流側より吹き付ける空気供給ノズル(16)が設けられている。空気供給ノズル(16)の先端部(16a) は、導入パイプ(15)の下端開口部より落下する再使用流動砂に向かうようにのぞませられており、焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) 付近に導入した再使用流動砂に対して、空気を排ガス上流側より吹き付ける。
【００２４】
上記流動床式焼却炉(1) によれば、焼却炉(1) 下端部の流動砂等取出し口(6) より抜き出した不燃物とカーボン等未燃物が付着した流動砂とよりなる焼却済み混合物を、篩装置(9) のスクリーン(10)を通過する間に不燃物と流動砂とに分別する。流動砂は、返送ライン(12)を経て流動砂戻しコンベヤ(13)により焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) 付近に導入している。この時、流動層(2) 内の燃焼温度が約６００℃と低く設定されているため、流動層(2) 内の燃焼が不完全燃焼となり、流動砂には未燃のカーボン類が多く含まれる。
【００２５】
焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) 付近に導入れた流動砂と未燃カーボン類とは、未燃カーボン類の比重が軽いため、これは排ガスと共に下流（溶融炉）へと送られ、ガス化炉としての流動床式焼却炉(1) へと導入されることなく、焼却炉(1) へは流動砂だけが導入されて、流動床式焼却炉(1) の燃焼を安定させることが可能となる。
【００２６】
また、排ガス中は酸素濃度が低いため、再使用流動砂導入パイプ(15)の下端開口部の下側近くの空気供給ノズル(16)の先端部(16a) より、空気を排ガス上流側より吹き付ける。これにより、再使用流動砂と未燃カーボンとの分離を促進するとともに、未燃ガスの燃焼により未燃カーボンの温度を上げて、溶融炉内で燃焼しやすくする。
【００２７】
また、流動床式焼却炉(1) 頂部の排ガス出口(4) に上からのぞむように設けられた再使用流動砂導入パイプ(15)の下端開口部に対向して、排ガス出口(4) の下壁に焼却炉(1) 側に傾斜した再使用流動砂流下案内傾斜壁部(17)が設けられているから、傾斜状案内傾斜壁部(17)に再使用流動砂が当たることにより、これに付着した比重の軽い未燃カーボンが分離されて、溶融炉側に移行しやすいし、再使用流動砂が、焼却炉(1) 側に導入されやすいという利点がある。
【００２８】
なお、空気量を多くすることにより、流動砂を未燃カーボンと一緒に溶融炉側に導入させることが可能であり、空気量の調整により、流動砂の溶融炉側への導入量をコントロールすることができるものである。
【００２９】
従って、上記流動床式焼却炉(1) をガス化炉として用いた流動床式ガス化溶融システムによれば、流動層(2) 内の燃焼温度を低く設定しても、流動砂に付着する未燃カーボン類を確実に除去することができて、安定な燃焼が可能であり、
排ガス量の低減、処理残渣の減容化、エネルギー回収率の向上を果し得るものである。
【００３０】
つぎに、図３は、この発明の第２実施形態を示すものである。ここで、上記第１実施形態の場合と異なる点は、流動床式焼却炉(1) よりなるガス化炉と溶融炉(30)との間の排ガスダクト(20)を山形とし、山形の頂部(23)より流動床式焼却炉(1) 側に傾斜した第１傾斜排ガスダクト(21)の傾斜角度（θ）を、例えば２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°とし、これに対して、山形の頂部(23)より溶融炉(30)側に傾斜した第２傾斜排ガスダクト(22)の傾斜角度（θ´）を、同様に例えば２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°とする。
【００３１】
そして、再使用流動媒体導入パイプ(15)が山形の頂部(23)に接続されるとともに、コントロール手段により山形の頂部(23)より流動床式焼却炉(1) 側の第１傾斜排ガスダクト(21)に流動媒体を導入し、あるいはまた山形の頂部(23)より溶融炉(30)側の第２傾斜排ガスダクト(22)に流動媒体を導入する点にある。
【００３２】
ここで、流動媒体導入コントロール手段は、山形の排ガスダクト(20)の頂部(23)に枢軸(25)により揺動自在に設けられた揺動筒体(24)よりなり、山形の排ガスダクト(20)の頂部(23)の再使用流動媒体導入パイプ(15)の下端開口部から揺動筒体に投入された再使用流動媒体が、揺動筒体(24)の傾きにより流動床式焼却炉(1) 側に導入され、あるいはまた山形の頂部(23)より溶融炉(30)側に導入されるようになされている。
【００３３】
なお、この実施形態では、流動媒体が山形の排ガスダクト(20)の頂部(23)に導入されるようになされているが、山形の頂部(23)と流動床式焼却炉(1) との間の第１傾斜排ガスダクト(21)の途中に再使用流動媒体導入パイプ(15)が接続されて、流動媒体を第１傾斜排ガスダクト(21)の途中より導入するようにしても良い。
【００３４】
また図４は、この発明の第３実施形態を示すものである。ここで、上記第２実施形態の場合と異なる点は、流動媒体導入コントロール手段が、山形の排ガスダクト(20)の頂部(23)の上方に設けられた可逆モータ付きスクリューコンベヤ(31)よりなり、再使用流動媒体導入パイプ(15)の下端開口部からスクリューコンベヤ(31)の中央部に投入された再使用流動媒体が、スクリューコンベヤ(31)の正転により、コンベヤ(31)の前端寄り部分に設けられた導入パイプ(32)から流動床式焼却炉(1) 側の第１傾斜排ガスダクト(21)に導入され、流動床式焼却炉(1) 側に導入されるものとなされ、あるいはまたスクリューコンベヤ(31)の逆転により、コンベヤ(31)の後端寄り部分に設けられた導入パイプ(33)から溶融炉(30)側の第２傾斜排ガスダクト(22)に導入され、溶融炉(30)側に導入されるものとなされている。
【００３５】
上記第２および第３実施形態のその他の点は上記第１実施形態の場合と同様であるので、図面において同一のものには同一の符号を付した。
【００３６】
上記第２および第３実施形態によれば、流動床式焼却炉(1) よりなるガス化炉と溶融炉(30)とを具備する流動床式ガス化溶融システムにおいて、溶融炉(30)側へ未燃カーボンだけでなく、流動砂も搬送可能であり、流動砂のＳｉ成分によるスラグ調質および砂量の調整を行なうことができるという利点がある。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の流動床式焼却炉における流動媒体戻し方法およびその装置は、上述の次第で、本発明によれば、流動層内の燃焼温度を低く設定しても、流動媒体に付着する未燃カーボン類を確実に除去することができて、安定な燃焼が可能であり、しかも設備を簡素化することができて、コストが安くつくとともに、流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉とを具備する流動床式ガス化溶融システムにおいて、溶融炉側へ未燃カーボンだけでなく、流動砂も一部搬送可能であり、流動砂のＳｉ成分によるスラグ調質および砂量の調整を行なうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す流動床式焼却炉の概略断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との概略断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す流動床式焼却炉よりなるガス化炉と溶融炉との間の排ガスダクト部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１      流動床式焼却炉
２      流動床
４      排ガス出口
５      排ガスダクト
７      抜き出しスクリューコンベヤ
８      パイプ
９      篩装置
１３    流動媒体戻しコンベヤ
１５    再使用流動媒体導入パイプ
１６    空気供給ノズル
１７    再使用流動媒体流下案内傾斜壁部
２０    山形の排ガスダクト
２１    第１傾斜排ガスダクト
２２    第２傾斜排ガスダクト
２３    山形の頂部
２４    揺動筒体
３０    溶融炉
３１    可逆モータ付きスクリューコンベヤ
３２    再使用流動媒体導入パイプ
３３    再使用流動媒体導入パイプ
【図１】
0003814713.tif 000002
【図２】
0003814713.tif 000003
【図３】
0003814713.tif 000004
【図４】
0003814713.tif 000005