(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解するガス化炉と、このガス化炉で熱分解された熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給装置であって、
ごみホッパーから供給される廃棄物を破砕する破砕機と、当該破砕機から排出されたごみを機械的に脱水するとともに脱水後の廃棄物をガス化炉に定量ずつ送り出す脱水定量供給装置とを具備し、
前記脱水定量供給装置は、入口側に形成された直状の掻き込み部と出口側に形成された先窄まり円錐状の脱水部とを有する筒状のケーシング内に、螺旋状スクリュー羽根を回転自在に配設するとともに、前記ケーシングの出口に、内圧を調整して脱水を促進させるとともに圧縮脱水された廃棄物を解砕する圧力調整兼用の解砕装置を設け、
前記掻き込み部のケーシングおよびスクリュー羽根の少なくとも一方に、加熱流体を供給する加熱流体通路を形成し、
前記脱水部のケーシングに、圧縮された廃棄物から脱水および脱気する複数の脱水穴を形成し、
前記解砕装置を、ケーシングと同一軸心上に配置されて回転駆動される回転軸と、当該回転軸の先端部に設けられて解砕刃を有する解砕シールヘッドと、当該解砕シールヘッドをケーシングの出口側に押し付ける圧密調整用ばねとで構成した
ことを特徴とするガス化焼却設備における廃棄物供給装置。
【請求項２】
燃焼溶融炉から排出された燃焼排ガスから熱回収する熱回収器を設け、
前記熱回収器で加熱されて発電設備に送られる蒸気の一部を、加熱流体通路に供給する分岐蒸気管を設けた
請求項１記載のガス化焼却設備における廃棄物供給装置。
【請求項３】
廃棄物を熱分解するガス化炉と、この熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給方法であって、ガス化炉に廃棄物を供給するに際し、
請求項１または２記載の廃棄物供給装置を使用して、破砕後の廃棄物を加熱しつつ機械的に圧縮して廃棄物から水分を脱水および脱気した後、廃棄物を解砕してガス化炉に投入する
ことを特徴とするガス化焼却設備における廃棄物供給方法。
【請求項４】
廃棄物を熱分解するガス化炉と、この熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給方法であって、
廃棄物を破砕した後、廃棄物を乾燥廃棄物と湿潤廃棄物とに選別し、
この湿潤廃棄物のみを、請求項１または２記載の廃棄物供給装置を使用して、破砕後の廃棄物を加熱しつつ機械的に圧縮して廃棄物から水分を脱水および脱気した後、廃棄物を解砕し、
解砕後の前記湿潤廃棄物に前記乾燥廃棄物を混合してガス化炉に供給する
ことを特徴とするガス化焼却設備における廃棄物供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解するガス化炉とこの熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備において、ガス化炉に廃棄物を安定供給する廃棄物供給装置および廃棄物供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス化焼却設備は、廃棄物を熱分解するガス化炉と、この熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備し、ガス化炉に供給される廃棄物の水分を調整するために、破砕装置と定量供給装置との間に廃棄物の乾燥装置を設けたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は特願平９−３５５９４２号公報で、溶融炉出口の排ガスの一部を乾燥装置に導入し、乾燥後の排ガスを燃焼溶融炉の二次燃焼部に戻すものを提案した。ところで、乾燥装置で特に水分の高い廃棄物を乾燥した場合、水分蒸発と乾燥装置における熱ロスなどにより、乾燥排ガスが大幅に冷却されることがあり、この乾燥排ガスを燃焼溶融炉の二次燃焼部に戻すことで、燃焼溶融炉の二次燃焼部の燃焼温度が著しく低下し、悪臭成分の分解やダイオキシンの熱分解に必要な８５０℃以上の温度が保持できなくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決して、炉の焼却温度を低下させることなく、安定した水分量の廃棄物を安定供給できるガス化焼却設備における廃棄物供給装置および廃棄物供給方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１記載のガス化焼却設備における廃棄物供給装置は、廃棄物を熱分解するガス化炉と、このガス化炉で熱分解された熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給装置であって、ごみホッパーから供給される廃棄物を破砕する破砕機と、当該破砕機から排出されたごみを機械的に脱水するとともに脱水後の廃棄物をガス化炉に定量ずつ送り出す脱水定量供給装置とを具備し、前記脱水定量供給装置は、入口側に形成された直状の掻き込み部と出口側に形成された先窄まり円錐状の脱水部とを有するケーシング内に、螺旋状スクリュー羽根を回転自在に配設するとともに、前記ケーシングの出口に、内圧を調整して脱水を促進させるとともに圧縮脱水された廃棄物を解砕する圧力調整兼用の解砕装置を設け、前記掻き込み部のケーシングおよびスクリュー羽根の少なくとも一方に、加熱流体を供給する加熱流体通路を形成し、前記脱水部のケーシングに、圧縮された廃棄物から脱水および脱気する複数の脱水穴を形成し、前記解砕装置を、ケーシングと同一軸心上に配置されて回転駆動される回転軸と、当該回転軸の先端部に設けられて解砕刃を有する解砕シールヘッドと、当該解砕シールヘッドをケーシングの出口側に押し付ける圧密調整用ばねとで構成したものである。
【０００６】
上記構成によれば、廃棄物を加熱しつつ圧縮して脱水するので、水分を効率よく脱水することができ、さらに解砕してガス化炉に連続して定量供給するので、含水率が低くほぼ均等な水分を含む廃棄物をガス化炉に供給することができ、これによりガス化炉で廃棄物を効率よく燃焼させることができる。したがって、乾燥装置を必要としないので、従来のように乾燥排ガスを燃焼溶融炉に戻すことがなく、燃焼溶融炉の燃焼に悪影響を及ぼすことがない。また、定量供給と脱水と内圧調整の機能を１つの装置で行うことができ、設備をコンパクトに構成できるとともに、設備コストの削減に寄与できる。
【０００７】
請求項２記載のガス化焼却設備における廃棄物供給装置は、請求項１または２記載の構成において、燃焼溶融炉から排出された燃焼排ガスから熱回収する熱回収器を設け、前記熱回収器で加熱されて発電設備に送られる蒸気の一部を、加熱流体通路に供給する分岐蒸気管を設けたものである。
【０００８】
請求項３記載のガス化焼却設備における廃棄物供給方法は、廃棄物を熱分解するガス化炉と、この熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給方法であって、ガス化炉に廃棄物を供給するに際し、請求項１または２記載の廃棄物供給装置を使用して、破砕後の廃棄物を加熱しつつ機械的に圧縮して廃棄物から水分を脱水および脱気した後、廃棄物を解砕してガス化炉に投入するものである。
【０００９】
上記構成によれば、廃棄物を加熱しつつ圧縮して脱水し、解砕してガス化炉に連続して定量供給するので、水分を効率よく脱水することができ、含水率が低くほぼ均等な水分を含む廃棄物をガス化炉に供給することができ、効率よく燃焼させることができる。したがって、乾燥装置を必要としないので、従来のように乾燥排ガスを燃焼溶融炉に戻すことがなく、燃焼溶融炉の燃焼に悪影響を及ぼすことがない。
【００１０】
請求項４記載のガス化焼却設備における廃棄物供給方法は、廃棄物を熱分解するガス化炉と、この熱分解ガスを燃焼して同伴された灰やチャーなどを溶融する燃焼溶融炉とを具備したガス化焼却設備における廃棄物供給方法であって、廃棄物を破砕した後、廃棄物を乾燥廃棄物と湿潤廃棄物とに選別し、この湿潤廃棄物のみを、請求項１または２記載の廃棄物供給装置を使用して、破砕後の廃棄物を加熱しつつ機械的に圧縮して廃棄物から水分を脱水および脱気した後、廃棄物を解砕し、解砕後の前記湿潤廃棄物に前記乾燥廃棄物を混合してガス化炉に供給するものである。
【００１１】
上記構成によれば、請求項３の発明の効果に加えて、湿潤廃棄物のみを加熱、圧縮脱水するので、廃棄物からより効率よく水分を除去することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るガス化焼却設備における廃棄物供給装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、ガス化焼却設備は、廃棄物を熱分解するガス化炉１と、この熱分解ガスを溶融部２ａで燃焼させ、同伴された灰やチャーなどを溶融スラグとして捕捉回収し、さらに排ガスを完全燃焼させる二次燃焼部２ｂとで構成される燃焼溶融炉２とを具備している。廃棄物である生ごみをガス化炉１に供給する廃棄物供給装置３は、ごみホッパー４と、生ごみを粗破砕する破砕手段である破砕機５と、生ごみを攪拌しつつ加熱し圧縮して脱水する脱水手段および定量ずつ送り出す定量供給手段を具備した脱水定量供給装置６とが設けられている。また燃焼溶融炉２の二次燃焼部２ｂの下流側には熱回収器８が配置され、熱回収後の排ガスは、排ガス処理装置９で無害化されて煙突１０から排出される。熱回収器８で加熱された蒸気は、蒸気供給管１１により発電設備１３の蒸気タービン１４に導入され発電機１５が駆動されて発電され、一部が分岐蒸気管１２を介して生ごみを加熱するために脱水定量供給装置６に送られる。
【００１４】
前記脱水定量供給装置６は、図２〜図４に示すように、基本形状が筒状ケーシング２１内に回転自在な螺旋状のスクリュー羽根２２を内蔵したスクリューフィーダにより構成されている。すなわち、このケーシング２１は、入口側でごみ投入ダクト２０が接続された円筒直状の掻き込み部２１ａと、出口側で先窄まりの円錐状の脱水部２１ｂとで構成されている。また、軸受２３を介してケーシング２１の基端側から軸心部に沿って配置され片持ち状に支持された駆動軸２４には、掻き込み部２１ａに対応して同一外径の等径部２２ａと、脱水部２１ｂに対応して先端側の径が絞られた縮径部２２ｂからなるスクリュー羽根２２が設けられ、図示しない圧縮兼用の送りモータにより回転駆動される。この駆動軸２４は中空状で加熱流体通路である加熱用蒸気通路２４ａが形成され、基端部に分岐蒸気管１２が接続されるとともにドレン管２５が配設され、駆動軸２４およびスクリュー羽根２２を介して生ごみを加熱するように構成されている。
【００１５】
またケーシング２１の掻き込み部２１ａの周囲には、加熱流体通路である加熱蒸気通路２６を形成する加熱通路カバー２７が取付けられている。そして、この加熱通路カバー２７の供給ポート２７ａに分岐蒸気管１２が接続されて、ケーシング２１を介して生ごみを加熱し効果的に圧縮脱水が行われるように構成される。また加熱通路２６の排出ポート２７ｂにはドレン管２８が接続される。
【００１６】
ケーシング２１の脱水部２１ｂには複数の脱水穴２９が形成され、脱水部２１ｂとの間に排水脱気通路３１を形成する排出用カバー３２が取り付けられている。そして、この排出用カバー３２の下部に形成された排水ポート３２ａに汚水排出管３３が接続され、排水ポート３２ａから排水することができ、また上部に形成された脱気ポート３２ｂに脱気管３４が接続されて排気される。
【００１７】
ケーシング２１の出口２１ｃには、ケーシング２１のごみをシールして内圧を調整し脱水を促進させるとともに圧縮された生ごみを解砕する圧力調整兼用の解砕装置４１が設けられている。この解砕装置４１は、ケーシング２１の出口２１ｃに取付けられて下部に排出口４２ａが形成されたボックス４２と、出口２１ｃに対向する対向側壁４２ｂに貫設されてケーシング２１と同一軸心上に突出され解砕用モータ（図示せず）に回転駆動される回転軸４３と、この回転軸４３の先端部に取付けられた解砕シールヘッド４４と、この解砕シールヘッド４４と対向壁４２ｂとの間の回転軸４３に介装され解砕シールヘッド４４をケーシング２１の出口２１ａ側に押し付ける押圧力を調整可能な付勢手段である圧密調整用ばね４５とで構成されている。また解砕シールヘッド４４は、図４に示すように、円形の面板４４ａの表面に、たとえば中心から外径方向に９０度ごとに配置されて中心側が突出する解砕刃４４ｂが取り付けられ、出口２１ｃから圧縮されて押出されてくる生ごみの抵抗となってケーシング２１の内圧を保持して圧縮、かつガス化炉１から逆流するガスからシールし、さらに出口２１ｃから押出される生ごみの圧縮塊を小さな切片に切除解砕しつつ排出することができる。なお、解砕刃４４ｂはこれに限るものではなく、１〜３本、またはそれ以上の解砕刃を設けてもよい。
【００１８】
したがって、この解砕装置４１により、ケーシング２１内を適度な圧力に保持して生ごみを圧密化し良好に圧搾脱水するとともに、ガス化炉１側からのガスの逆流を防止し、さらに出口２１ｃから押出される時に生ごみが解砕シールヘッド４４により細かく解砕されて定量ずつ安定して排出され、圧縮脱水されてほぼ均等な水分を含む生ごみがガス化炉１に安定して定量供給される。
【００１９】
上記構成において、ごみホッパー４から供給された生ごみは、破砕機５により粗破砕され、次いで脱水定量供給装置６からガス化炉１に定量供給される。この時、脱水定量供給装置６では、攪拌されるとともに分岐蒸気管１２から供給された加熱用蒸気が駆動軸２４の加熱蒸気通路２４ａおよび加熱通路カバー２７内の加熱蒸気通路２６に供給されて生ごみが加熱され、さらに縮径される脱水部２１ｂおよび排出抵抗となる解砕シールヘッド４４により圧縮されて脱水され、脱水穴２９から汚水排出管３３に排水される。ついで出口２１ｃでは解砕装置４１の解砕シールヘッド４４が回転駆動されて解砕刃４４ｂにより生ごみの圧縮塊が解砕されて定量ずつガス化炉１に供給される。
【００２０】
ガス化炉１では、空気不足の状態で加熱されて熱分解（乾溜）され、この未燃分やチャーを含む熱分解ガスが燃焼溶融炉２の溶融部２ａに送られて高温で燃焼され、同伴された溶融状態の灰（溶融スラグ）などが捕捉される。この燃焼排ガスは熱回収用の熱回収器８に送られ、排ガス処理装置９により集塵、無害化された後、煙突１０から排出される。熱回収器８で加熱された蒸気は、発電設備１３の蒸気タービン１４に送られて発電に利用される。また蒸気の一部は分岐蒸気管１２により脱水定量供給装置６に送られて生ごみの加熱脱水用に使用される。
【００２１】
上記実施の形態によれば、排ガスの一部を利用して乾燥し、燃焼溶融炉２の二次燃焼部に戻していた従来例に比べて、破砕された生ごみを圧搾脱水して生ごみの含水率の均等化を図るので、燃焼溶融炉２の溶融部２ａの燃焼状態や燃焼温度を安定させることができ、スラグの安定排出に寄与することができる。また燃焼溶融炉２の二次燃焼部２ｂの温度を高くすることができ、悪臭成分の分解やダイオキシンの熱分解に必要な８５０℃も容易に確保することができる。さらに排ガス中の水分量も低減することができるので、排ガス量も軽減でき、排ガス処理装置の負担を軽減できる。さらにまた生ごみの水分量が安定し、ガス化炉における燃焼損失が低減され、ごみ燃焼カロリーを安定させることができる。したがって、ガス化溶融運転や発電運転の安定化や発電効率の向上に寄与できる。
【００２２】
また、スクリューフィーダを基本構成として生ごみを加熱し、圧縮脱水する脱水定量供給装置６を設けたので、従来の乾燥装置が不要となり、設備のコンパクト化、設備コストの低減をはかることができ、ガス化炉１からのガスの逆流を防止するシール性および安定した定量供給性能に優れ、解砕装置４１により生ごみの燃焼状態を改善できる。
【００２３】
図５は廃棄物供給装置の他の実施の形態を示す構成図で、先の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
先の実施の形態では、破砕した全てのごみを圧縮脱水したが、この実施の形態では、破砕装置５により破砕された生ごみを重量選別手段である風力選別機５１に導入して、乾燥ごみと湿潤ごみとに分離し、湿潤ごみを金属選別機５２により金属類を除去した後、脱水定量供給装置６に導入するように構成されている。また脱水定量供給装置６から排出された脱水ごみは、ミキサー５３に導入されて乾燥ごみと混合攪拌され、低水分ごみとされてガス化炉１に供給される。
【００２４】
この実施の形態によれば、湿潤ごみのみを圧縮脱水するように構成したので、さらに効率よく生ごみの脱水を行うことができ、生ごみ全体の水分量を低減できて、運転の安定化をはかることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明の請求項１記載のガス化焼却設備における廃棄物供給装置によれば、廃棄物を加熱しつつ圧縮して脱水し、解砕してガス化炉に連続して定量供給するので、水分を効率よく脱水することができ、含水率が低くほぼ均等な水分を含む廃棄物をガス化炉に供給することができ、効率よく燃焼させることができる。したがって、乾燥装置を必要としないので、従来のように乾燥排ガスを燃焼溶融炉に戻すことがなく、燃焼溶融炉の燃焼に悪影響を及ぼすことがない。また、定量供給と脱水と内圧調整の機能を１つの装置で行うことができ、設備をコンパクトに構成できるとともに、設備コストの削減に寄与できる。
【００２６】
請求項３記載のガス化焼却設備における廃棄物供給方法によれば、廃棄物を加熱しつつ圧縮して脱水し、解砕してガス化炉に連続して定量供給するので、水分を効率よく脱水することができ、含水率が低くほぼ均等な水分を含む廃棄物をガス化炉に供給することができ、効率よく燃焼させることができる。したがって、乾燥装置を必要としないので、従来のように乾燥排ガスを燃焼溶融炉に戻すことがなく、燃焼溶融炉の燃焼に悪影響を及ぼすことがない。
【００２７】
請求項４記載のガス化焼却設備における廃棄物供給方法によれば、請求項３記載の発明の効果に加えて、湿潤廃棄物のみを加熱、圧縮脱水するので、廃棄物からより効率よく水分を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るガス化焼却設備における廃棄物供給装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】  同廃棄物供給装置の脱水定量供給装置を示す縦断面図である。
【図３】  図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】  同脱水定量供給装置の解砕シールヘッドを示す斜視図である。
【図５】  本発明に係る他の廃棄物供給装置の実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１    ガス化炉
２    燃焼溶融炉
２ａ  溶融部
２ｂ  二次燃焼部
３    廃棄物供給装置
４    ごみホッパ
５    破砕機
６    脱水定量供給装置
８    熱回収器
１２    分岐蒸気管
２１    ケーシング
２１ａ  掻き込み部
２１ｂ  脱水部
２２    スクリュー羽根
２４    駆動軸
２４ａ  加熱蒸気通路
２６    加熱蒸気通路
２９    脱水孔
４１    解砕装置
４４    解砕シールヘッド
４５    圧密調整用ばね
５１    風力分別装置
５３    ミキサー
【図１】
0003818778.tif 000002
【図２】
0003818778.tif 000003
【図３】
0003818778.tif 000004
【図４】
0003818778.tif 000005
【図５】
0003818778.tif 000006