(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、一定の期間毎に前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることを特徴とする熱分解反応器の運転方法。
【請求項２】
回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、前記胴体の一端側近傍の廃棄物と熱媒体との温度差を検出し、該温度差が所定の値を超えたときに前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることを特徴とする熱分解反応器の運転方法。
【請求項３】
回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、前記胴体の他端側から一端側に向かって設定した少なくとも二個所の間で熱媒体が放出する熱量が規定の値より小さくなった時に前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることを特徴とする熱分解反応器の運転方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記廃棄物の投入量を減らすことにより前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させることを特徴とする熱分解反応器の運転方法。
【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（家庭やオフィスなどから出される都市ごみ等の一般廃棄物、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化成品などの産業廃棄物、等可燃物を含むもの）を熱媒体によって加熱し、熱分解する熱分解反応器の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物を熱媒体、例えば加熱空気によって加熱し、熱分解する熱分解反応器は、その投入部から廃棄物を供給し、スクリューコンベア等によって回転する胴体であるドラム本体内に押し込み、ドラム本体の回転と共に回転させながら加熱し、熱分解させ、熱分解ガスと熱分解残渣とを生成させるものである。熱分解ガスはドラム本体に隣接する排出部の上部から排出され、熱分解残渣は排出部の下部から凡そ４５０℃の温度で排出される。熱分解反応器のドラム本体内は、低酸素雰囲気で大気圧より低い圧力に維持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃棄物中にはプラスチック等溶融し易く加熱管に付着しやすい物質が混入していることが多いが、従来の熱分解反応器の運転方法は、このような廃棄物を投入した場合、ドラム本体内を貫通している加熱空気の加熱管、特に廃棄物の入口側の加熱管伝熱面にプラスチック等が溶けて付着し伝熱性能を低下させ熱分解反応器の処理効率を悪くする恐れがあった。
【０００４】
更に、加熱管に付着した付着物を取り除くには、熱分解反応器の運転を止めて付着物を掻き落す必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加熱管に溶融、付着したプラスチック等の付着物を容易に除去することが出来、熱分解反応器の処理効率が良好に維持出来る熱分解反応器の運転方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、一定の期間毎に前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることである。一定の期間毎に廃棄物に対して熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることによって、廃棄物に熱を伝達する加熱管の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させ付着性の少ない脆い状態に変化させて、加熱管の表面から付着物を剥離しやすくさせる。
【０００７】
又、回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、前記胴体の一端側近傍の廃棄物と熱媒体との温度差を検出し、該温度差が所定の値を超えたときに前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることである。胴体の一端側近傍の廃棄物と熱媒体との温度差を検出することにより、加熱管に付着する付着物の量が多くなると、その付近での熱媒体から廃棄物への伝熱効率が低下するために、この温度差が大きくなり、付着の度合いが分かる。温度差が所定の値を超えたときに廃棄物に対して熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることにより、廃棄物に熱を伝達する加熱管の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させ脆くさせると共に、加熱管の表面から付着物を剥離しやすくさせる。
【０００８】
又、回転する胴体の一端側から他端側へ廃棄物を移動させ、前記胴体の他端側から一端側へ流通させる熱媒体によって間接的に前記廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する熱分解反応器の運転方法において、前記胴体の他端側から一端側に向かって設定した少なくとも二個所の間で熱媒体が放出する熱量が規定の値より小さくなった時に前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることである。胴体の他端側から一端側に向かって設定した少なくとも二個所の間で熱媒体が放出する熱量が規定の値より小さくなった時に廃棄物に対して熱媒体の流通量を相対的に増加させるか、又は供給する前記熱媒体の温度を上昇させることにより、廃棄物に熱を伝達する加熱管の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させ付着物を脆くすると共に、加熱管の表面から付着物を剥離しやすくさせる。
【０００９】
更に、上記いずれかの熱分解反応器の運転方法において、前記廃棄物の投入量を減らすことにより前記廃棄物に対して前記熱媒体の流通量を相対的に増加させることである。廃棄物の投入量を減らすことにより、上記いずれかの熱分解反応器の運転方法の作用に加え、熱媒体の加熱に要する設備の容量を増大させることなく熱媒体の流通量を相対的に増加させることが出来、加熱管の温度を極めて速やかに上昇させることが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の熱分解反応器の運転方法について、実施の形態を説明する。尚、図１〜３において、同じ構造、作用部分には同じ参照番号をつけて示す。
【００１１】
図３は、本発明の熱分解反応器の運転方法を用いている廃棄物処理装置の系統図である。本実施の形態の廃棄物処理装置１において、都市ごみ等の廃棄物ａは、例えば二軸剪断式等の破砕機で、１５０ｍｍ角以下に破砕され、コンベア等により熱分解反応器２に投入される。
【００１２】
熱分解反応器２の投入部７に投入された廃棄物ａは、モータ９によって回転するスクリューを有するスクリューフィーダ８を経て胴体であるドラム本体３に供給される。ドラム本体３は、廃棄物ａの出口側に向かって傾斜すると共に回転しながら廃棄物ａを順次図１の右方の出口へ移動させる横型回転式のもので、ドラム本体３内は、大気圧より低い圧力で低酸素雰囲気に維持され、図示していないシール機構により大気の漏れ込みが防止されている。
【００１３】
更に、廃棄物ａは、ドラム本体３内で燃焼炉である燃焼溶融炉１９の後流側に配置された図示していない熱交換器により加熱され加熱空気ラインＬ1を介して供給される加熱空気ｈ（熱媒体）により３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱される。ここで、加熱空気ｈは、空気入口１１からドラム本体内の空気加熱管４内を通過し、廃棄物ａを間接的に加熱し空気出口１２から排出される。加熱空気ｈにより加熱された廃棄物ａは、熱分解して熱分解ガスＧ1と、主として不揮発性成分からなる熱分解残渣ｂとになり、排出部１０に送られて分離される。尚、ドラム本体３自体は回転するが、空気入口１１及び空気出口１２のある筒状通路は回転せず固定された部分である。
【００１４】
排出部１０で分離された熱分解ガスＧ1は、熱分解ガスラインＬ2を経て燃焼溶融炉１９のバーナ２０に供給される。排出部１０の底部から排出された熱分解残渣ｂは、４５０℃程度の比較的高温であるため、冷却装置１３により８０℃程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わせた分離装置１４に供給され、ここで細粒の燃焼性成分ｃ（灰分を含む）と粗粒の不燃焼性成分ｄとに分離され、不燃焼性成分ｄはコンテナ１５に回収され再利用される。
【００１５】
更に、燃焼性成分ｃは、粉砕機１６により、例えば１ｍｍ以下に微粉砕され、燃焼性成分ラインＬ3を経て燃焼溶融炉１９のバーナ２０に供給され、熱分解ガスラインＬ2から供給された熱分解ガスＧ1と送風機１８により燃焼用空気ラインＬ4から供給された燃焼用空気ｅと共に１,３００℃程度の高温域で燃焼され、燃焼性成分ｃ中に含まれていた灰分は溶融スラグｆとなって、この燃焼溶融炉１９の内壁に付着し、更に、内壁を流下し底部排出口２１から水槽２２に落下しスラグ化される。
【００１６】
燃焼溶融炉１９で生じた高温排ガスＧ2は、図示していない熱交換器を経て煙道ガスラインＬ5から廃熱ボイラ２３で熱回収され集塵機２６で除塵され、更に排ガス浄化器２７で有害成分を除去された後、低温のクリーンな排ガスＧ3となって誘引送風機２８を介して煙突３０から大気へ放出される。廃熱ボイラ２３で生成した蒸気は、蒸気タービンを有する発電機２４で発電に利用される。
【００１７】
図１は、本発明に係る熱分解反応器の運転方法を説明する要部断面図である。先に説明したように、本実施の形態の熱分解反応器の運転方法は、ドラム本体の一端側５ａから他端側５ｂへ廃棄物ａを移動させ、ドラム本体の他端側６ａから一端側６ｂへ流通させる加熱空気ｈ（熱媒体）によって間接的に廃棄物ａを熱分解し、熱分解ガスＧ1と主として不揮発性成分からなる熱分解残渣ｂとを生成すると共に、一定の期間毎、例えば１ヶ月に１度６時間位定期的に廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるか、又は供給する加熱空気ｈの温度を上昇させることである。
【００１８】
更に、ドラム本体３の一端側５ａ、６ｂ近傍の廃棄物ａと加熱空気ｈとの温度差、例えば図１中の加熱空気温度Ｔ1と廃棄物温度ｔ1を検出し、このＴ1とｔ1の温度差が所定の値を超えたときに廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させることである。加熱空気温度Ｔ1と廃棄物温度ｔ1は、これに限定されず、一端側５ａ、６ｂ近傍であれば他の個所のそれぞれの温度、例えばＴ2とｔ2、Ｔ3とｔ3、…でも良いし、複数の個所の温度差を総合的に考慮して判断しても良い。又、温度差についての所定の値は、予め実機の運転状態から求めることが出来る。
【００１９】
そして、加熱空気ｈのドラム本体３の他端側６ａから一端側６ｂに向かって設定した少なくとも二個所、例えば加熱空気温度Ｔ2と加熱空気温度Ｔ1の温度差に、この間の平均比熱及び流量を掛けて算出した加熱空気ｈがこの間で放出する熱量が規定の値より小さくなった時に、廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるか、又は供給する加熱空気ｈの温度を上昇させることである。この場合、上記加熱空気温度Ｔ2と加熱空気温度Ｔ1の温度差に限らず、複数個所の加熱空気温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3…の内から適宜二つを選定してその温度差を採用しても良い。但し、一方の温度検出個所は、一端側６ｂに近い方が付着物の付着個所から考えて好ましい。規定の値は、上記所定の値と同じように、予め実機の運転状態から求めることが出来る。
【００２０】
以上三つの運転方法において、廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるには、廃棄物ａの投入量を減らすことにより行なうことが加熱空気ｈの加熱に要する設備の容量を増大させる必要もなく、又、極めて速やかに加熱管４の温度を上昇出来る点で有利である。
【００２１】
図２は、加熱空気ｈの温度及び加熱空気ｈから放出され、廃棄物の側に伝わる熱流束の変化を示し、（Ａ）は加熱管４（図１参照）への付着物量の大小による加熱空気ｈの温度変化を廃棄物ａの温度変化と共に示す曲線図、（Ｂ）は加熱空気ｈから廃棄物ａ側への熱流束の変化を示す曲線図である。（Ａ）において、曲線３３は、加熱管４への付着物が多い場合で加熱空気ｈのドラム出口から入口へ向かっての温度低下は少なく、従って曲線３６に示すように廃棄物ａの温度はドラム入口から出口へ向かって緩やかな上昇となっている。これは、加熱管４へのドラム入口付着物のために熱貫流率が小さくなっているためである。曲線３４は、加熱管４への付着物が少ない場合で、加熱空気ｈのドラム出口から入口へ向かっての温度低下は大きく、従って曲線３５に示すように廃棄物ａの温度はドラム入口から出口へ向かって大きな上昇となっている。これは、加熱管４への付着物の影響が少なく熱貫流率が大きく維持されているためである。付着物の影響は、特に付着量が多くなりがちなドラム本体入口近傍において著しい。
【００２２】
図２（Ｂ）において、曲線３７は、図２（Ａ）の曲線３４に相当する付着物が少ない場合の区間移動熱量の極限値、即ち熱流束を示し、ドラム本体の入口から中程までは、ほぼ一定の熱流束を保ち、ドラム後半で熱流束が減少するプロファイルを持つ。曲線３８は、図２（Ａ）の曲線３３に相当する付着物が多い場合の熱流束を示し、付着物があるドラム入口部で熱流束が減少している。熱流束の値は、上記温度曲線３３、３４を微分した値である温度勾配に略比例している。
【００２３】
次に、本実施の形態の熱分解反応器の運転方法は、次のように作用する。即ち、一定の期間毎に廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるか、又は供給する加熱空気ｈの温度を上昇させることによって、廃棄物ａに熱を伝達する加熱管４の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させると共に脆くし加熱管４の表面から付着物を剥離しやすくさせる。
【００２４】
又、ドラム本体の一端側５ａ近傍の廃棄物ａと加熱空気ｈとの温度差を検出することにより、加熱管４に付着する付着物の量が多くなると、この温度差が大きくなるため、付着の度合いが分かる。所定の値を超えたときに廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるか、又は供給する加熱空気ｈの温度を上昇させることにより、廃棄物ａに熱を伝達する加熱管４の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させると共に、脆くし加熱管４の表面から付着物を剥離しやすくさせる。
【００２５】
又、ドラム本体の他端側６ａから一端側６ｂに向かって設定した少なくとも二個所の間で加熱空気ｈが放出する熱量が規定の値より小さくなった時に廃棄物ａに対して加熱空気ｈの流通量を相対的に増加させるか、又は供給する加熱空気ｈの温度を上昇させることにより、廃棄物ａに熱を伝達する加熱管４の温度を上昇させ、溶融、付着した付着物の熱分解を促進させ加熱管４の表面から付着物を脆くし剥離しやすくさせる。
【００２６】
更に、１ヶ月に１度６時間位定期的に廃棄物ａの投入量を減らすことにより、供給熱量を相対的に過剰にする。この結果、廃棄物ａ入口側の加熱管４の伝熱面温度が上がり、付着物の熱分解が進んで脆くなり、剥離しやすくなる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の熱分解反応器の運転方法によれば、熱分解反応器の処理効率を良好に保ち、加熱管に溶融、付着したプラスチック等の付着物を容易に除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱分解反応器の運転方法を説明する要部断面図である。
【図２】熱媒体の温度と熱流束の変化を示し、（Ａ）は加熱管への付着物量の大小による熱媒体の温度変化を廃棄物の温度変化と共に示す曲線図、（Ｂ）は熱媒体から廃棄物への熱流束を示す曲線図である。
【図３】本発明の熱分解反応器の運転方法を用いている廃棄物処理装置の系統図である。
【符号の説明】
１  廃棄物処理装置
２  熱分解反応器
３  ドラム本体（胴体）
５ａ、６ｂ  一端側
５ｂ、６ａ  他端側
Ｇ1  熱分解ガス
ａ  廃棄物
ｂ  熱分解残渣
ｃ  燃焼性成分
ｄ  不燃焼性成分
ｈ  加熱空気（熱媒体）
【図１】
0003810149.tif 000002
【図２】
0003810149.tif 000003
【図３】
0003810149.tif 000004