(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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チャーのうち、熱分解ガスを溶融炉へそのまま送るようにし、一方、熱分解チャーを、冷却した後、不燃物を分別してから上記溶融炉へ送るようにし、更に、上記溶融炉から排出された排ガスを、熱回収させた後、ダストを捕集するようにしてある廃棄物の熱分解ガス化溶融方法において、上記排ガス中から捕集したダストを、不燃物を分別する前の熱分解チャーに混合させるようにすることを特徴とする廃棄物の熱分解ガス化溶融方法。
【請求項２】
溶融炉から排出された排ガスを熱回収してからダストを捕集することに代えて、水噴射による冷却を行ってからダストを捕集させるようにする請求項１記載の廃棄物の熱分解ガス化溶融方法。
【請求項３】
廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解する熱分解炉と、該熱分解炉で発生した熱分解ガスを取り出して溶融炉へ送る熱分解ガス取出ラインと、上記熱分解炉で発生した熱分解チャーを取り出して冷却装置へ送る熱分解チャー取出ラインと、上記冷却装置で冷却した後の熱分解チャーから不燃物を分別する分別装置と、該分別装置で不燃物を分別除去した後の熱分解チャーを上記溶融炉へ送る熱分解チャー移送ラインと、上記溶融炉から排出された排ガスの熱回収を行う熱回収装置と、該熱回収装置を通過した後の排ガス中のダストを捕集する集塵装置とを備えた廃棄物の熱分解ガス化溶融装置において、上記集塵装置で捕集したダストを上記冷却装置へ送るダスト移送ラインを設け、冷却装置で冷却する熱分解チャーにダストを混合できるようにした構成を有することを特徴とする廃棄物の熱分解ガス化溶融装置。
【請求項４】
溶融炉から排出された排ガスの熱回収装置を設けることに代えて、排ガスを冷却する水噴射冷却装置を設けた請求項３記載の廃棄物の熱分解ガス化溶融装置。
【請求項５】
熱分解チャーの冷却装置に石灰供給ラインを接続し、熱分解チャーに石灰を添加供給できるようにした請求項３又は４記載の廃棄物の熱分解ガス化溶融装置。
【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熱分解ガス化し、熱分解残留物を溶融させてスラグとして取り出すようにした廃棄物の熱分解ガス化溶融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させ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留物としての熱分解チャーを、溶融炉にて少ない空気量で高温に燃焼させ、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。
【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熱分解ガス化溶融装置は、図３にその一例の概要を示す如く、廃棄物１を不活性雰囲気下で加熱して熱分解するロータリーキルン型の熱分解炉２と、該熱分解炉２で発生した熱分解ガス１Ａを取り出して溶融炉３へ送る熱分解ガス取出ライン４と、上記熱分解炉２で発生した熱分解残留物としての熱分解チャー１Ｂを取り出して水封又は間接接触による水冷式の冷却装置５へ送る熱分解チャー取出ライン６と、上記冷却装置５で冷却した後の熱分解チャー１Ｂから不燃物１ｂを分別する分別装置７と、該分別装置７で分別除去した後の熱分解チャー１Ｂを上記溶融炉３へ送る熱分解チャー移送ライン８と、上記溶融炉３でスラグ１Ｃを取り出した後の排ガス１ａの熱回収を行う熱回収装置としての廃熱ボイラ９と、該廃熱ボイラ９を通過した後の排ガス１ａ中のダスト（集塵灰）を捕集する集塵装置としてのバグフィルタ１０と、該バグフィルタ１０で捕集したダスト１ｃを上記溶融炉３へ戻すようにするダスト移送ライン１１とを備えた構成としてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記熱分解ガス化溶融装置の場合、熱分解炉２内での熱分解により生成された熱分解チャー１Ｂはアルミニウムや鉄、ガレキ等の不燃物を分別する必要があるため、熱分解炉２の運転温度としては、アルミニウムの融点以下となるように、たとえば、４５０〜６００℃程度としてあるが、この際、熱分解チャー１Ｂは４００〜５００℃となることから、溶融炉３への供給工程を含めて粉塵としての爆発危険性がないように、空気に触れても発火しない温度（たとえば、８０℃以下）まで冷却装置５で冷却する必要がある。そのため、冷却装置５で使用する冷却水量が非常に多く、冷却装置５自体も大量化する問題がある。又、熱分解チャー１Ｂと排ガス１ａ中から捕集したダスト１ｃはそれぞれ別系統で溶融炉３に供給するようにしているため、性状を均一化できず設備費が大となる問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、冷却装置の小型化を図ることができるようにすると共に、着炉爆発の危険性を少なくし、且つ熱分解チャー及び捕集ダストを均一化した上で１系統で溶融炉へ供給できるようにして設備コストを低減することができるようにしようとするものである。
【０００８】
【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チャーのうち、熱分解ガスを溶融炉へそのまま送るようにし、一方、熱分解チャーを、冷却した後、不燃物を分別してから上記溶融炉へ送るようにし、更に、上記溶融炉から排出された排ガスを、熱回収させた後、又は、水噴射による冷却を行った後、ダストを捕集するようにしてある廃棄物の熱分解ガス化溶融方法において、上記排ガス中から捕集したダストを、不燃物を分別する前の熱分解チャーに混合させるようにする廃棄物の熱分解ガス化溶融方法とする。
【０００９】
又、廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解する熱分解炉と、該熱分解炉で発生した熱分解ガスを取り出して溶融炉へ送る熱分解ガス取出ラインと、上記熱分解炉で発生した熱分解チャーを取り出して冷却装置へ送る熱分解チャー取出ラインと、上記冷却装置で冷却した後の熱分解チャーから不燃物を分別する分別装置と、該分別装置で不燃物を分別除去した後の熱分解チャーを上記溶融炉へ送る熱分解チャー移送ラインと、上記溶融炉から排出された排ガスの熱回収を行う熱回収装置と、該熱回収装置を通過した後の排ガス中のダストを捕集する集塵装置とを備えた廃棄物の熱分解溶融装置において、上記集塵装置で捕集したダストを上記冷却装置へ送るダスト移送ラインを設け、冷却装置で冷却する熱分解チャーにダストを混合できるようにした構成とする。
【００１０】
熱回収装置を通過した後の排ガスは熱回収により冷却されているため、集塵装置で捕集されたダストも冷却されており、したがって、このダストをダスト移送ラインを通して冷却装置へ送って熱分解チャーに混合させるようにすると、熱分解チャーをダストで冷却する効果が付加されて、冷却水量を減少させることができると共に、混合による性状の均一化と灰混合による着火防止も図れる。
【００１１】
更に、溶融炉から排出された排ガスの熱回収装置を設けることに代えて、排ガスを冷却する水噴射冷却装置を設けた構成としても、ダストを捕集する前に排ガスを冷却することができる。
【００１２】
更に又、熱分解チャーの冷却装置に石灰供給ラインを接続し、熱分解チャーに石灰を添加供給できるようにした構成とすると、溶融炉で燃焼させる熱分解チャーの塩基度調整を行うことができるようになる。
【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（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態を示すもので、図３に示した熱分解ガス化溶融装置と同様な構成において、バグフィルタ１０で捕集したダスト１ｃをダスト移送ライン１１を通して溶融炉３に供給するようにさせることに代えて、バグフィルタ１０で捕集したダスト１ｃを冷却装置５へ送るようにするダスト移送ライン１２を設け、排ガス１ａ中から捕集したダスト１ｃを、不燃物１ｂを分別する前の熱分解チャー１Ｂに混合させて熱分解チャー１Ｂの冷却に用いるようにする。
【００１５】
詳述すると、上記冷却装置５は、図１（ロ）に詳細を示す如く、上流側端部に受入口１４を有し且つ下流側端部に排出口１５を有するスクリューケーシング１６内に搬送スクリュー１３を収納し、該スクリューケーシング１６の外周を、長手方向の一端部に冷却水１７の入口１８を有し且つ長手方向の他端部に冷却水１７の出口１９を有する冷却ケーシング２０で包囲してなる水冷式スクリュー型としてあり、該冷却装置５における上記スクリューケーシング１６の比較的上流側位置に、ダクト２３を設けて、該ダクト２３にロータリーバルブ２１を介してホッパ２２を設置し、該ホッパ２２の内部に貯められたダスト１ｃをロータリーバルブ２１の操作によって落下させて、ダクト２３を介してスクリューケーシング１６内へ供給できるようにし、且つ該ホッパ２２の上部に、バグフィルタ１０から導いたダスト移送ライン１２を接続し、冷却装置５で冷却水１７で冷却させた熱分解チャー１Ｂを更にダスト１ｃにより冷却させて排出口１５より取り出し、分別装置７で不燃物１ｂを分別除去した後、ダスト１ｃと共に熱分解チャー移送ライン８を通して溶融炉３へ供給させるようにする。
【００１６】
熱分解炉２内で廃棄物１が加熱され熱分解されることにより生成された熱分解ガス１Ａは、熱分解ガス取出ライン４を通り溶融炉３にそのまま供給され、一方、熱分解炉２内で生成された熱分解チャー１Ｂは、熱分解チャー取出ライン６を通り冷却装置５へ送られ、分別装置７で不燃物１ｂの分別除去が行われてから熱分解チャー移送ライン８を通り溶融炉３に送られ、上記熱分解ガス１Ａと共に燃焼させられる。次に、溶融炉３から排出された排ガス１ａは廃熱ボイラ９で熱回収され、更に、バグフィルタ１０でダスト１ｃが捕集された後に大気へ放出される。上記バグフィルタ１０に捕集されたダスト１ｃはダスト移送ライン１２を通して冷却装置５に導かれ、ホッパ２２内に一旦貯められた後、ロータリーバルブ２１の操作で冷却装置５のスクリューケーシング１６内に供給され、熱分解チャー取出ライン６を通ってきた熱分解チャー１Ｂに混合させられる。この際、上記バグフィルタ１０で捕集されたダスト１ｃは、該ダスト１ｃを含む排ガス１ａが廃熱ボイラ９で冷却されることにより低温（たとえば、２００℃）となっているため、冷却装置５に導入して熱分解チャー１Ｂと混合させることにより、該熱分解チャー１Ｂを空気に触れても発火しない温度まで冷却させることができると共に、ダスト１ｃの混合で熱分解チャー１Ｂの着火防止の効果をもたせることができる。冷却装置５を出た熱分解チャー１Ｂは、分別装置７で不燃物１ｂの除去が行われた後、ダスト１ｃと均一に混合されて熱分解チャー移送ライン８を通って溶融炉３に供給される。
【００１７】
上記において、冷却装置５にてバグフィルタ１０で捕集したダスト１ｃを熱分解チャー１Ｂに混合させることによって熱分解チャー１Ｂの冷却に寄与させるようにすることから、冷却装置５での冷却水１７の使用量を少なくすることができ、冷却装置５自体の小型化を図ることができる。又、冷却装置５のスクリューケーシング１６内に供給されたダスト１ｃは搬送スクリュー１３の作動によって熱分解チャー１Ｂに混合させられて均質化されるため、溶融炉３へ別個に供給する場合に比して燃焼を安定させることができ、更に、熱分解チャー１Ｂとダスト１ｃは熱分解チャー移送ライン８を通って溶融炉３に一緒に供給されるため、供給装置の１系統化が可能となり、設備コストを低減することができるようになる。
【００１８】
次に、図２（イ）（ロ）は本発明の他の実施の形態を示すもので、上記図１（イ）（ロ）に示したものと同様な構成において、冷却装置５部にダクト２３を介して設置したホッパ２２に、石灰２５を供給できるようにした石灰供給ライン２４を接続したものである。
【００１９】
図２（イ）（ロ）に示すようにすると、溶融対象となる熱分解チャー１Ｂの塩基度を石灰２５の供給により調整することができるので、熱分解チャー１Ｂの性状変化に対応して安定した溶融を確保することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、溶融炉３から排出された排ガス１ａを廃熱ボイラ９で熱回収させることにより冷却するようにした場合を示したが、廃熱ボイラ９に代えて、水噴射により排ガス１ａを冷却するようにした水噴射冷却装置を用いるようにしてもよく、この場合、小規模プラントに採用して有利であること、又、熱分解チャー１Ｂの冷却装置５は図示し説明した以外の構造のものであってもよいこと、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、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解する熱分解炉と、該熱分解炉で発生した熱分解ガスを取り出して溶融炉へ送る熱分解ガス取出ラインと、上記熱分解炉で発生した熱分解チャーを取り出して冷却装置へ送る熱分解チャー取出ラインと、上記冷却装置で冷却した後の熱分解チャーから不燃物を分別する分別装置と、該分別装置で不燃物を分別除去した後の熱分解チャーを上記溶融炉へ送る熱分解チャー移送ラインと、上記溶融炉から排出された排ガスの熱回収を行う熱回収装置と、該熱回収装置を通過した後の排ガス中のダスト（集塵灰）を捕集する集塵装置とを備えた廃棄物の熱分解溶融装置において、上記集塵装置で捕集したダストを上記冷却装置へ送るダスト移送ラインを設け、冷却装置で冷却する熱分解チャーにダストを混合できるようにした構成としてあるので、冷却装置での熱分解チャーの冷却に集塵装置で捕集した低温のダストを併用することができ、これにより、冷却装置の小型化を図ることができ、又、熱分解チャーとダストとを１系統で溶融炉に供給できることから、供給装置を統合でき、性状の均一化と設備費の低減を図ることができ、更に、熱分解チャーへの灰混合により着火防止（消火）の効果が期待できる。
(2) 溶融炉から排出された排ガスを水噴射冷却装置で冷却してからダストを捕集させるようにした構成とすることにより、小規模プラントの場合に有利となる。
(3) 熱分解チャーの冷却装置に石灰供給ラインを接続し、熱分解チャーに石灰を添加供給できるようにした構成とすることによって、溶融対象となる熱分解チャーの塩基度を調整することができ、安定した溶融を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物の熱分解ガス化溶融装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は全体の概要図、（ロ）は冷却装置部分の拡大図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示すもので、（イ）は全体の概要図、（ロ）は冷却装置部分の拡大図である。
【図３】熱分解ガス化溶融装置の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１  廃棄物
１Ａ  熱分解ガス
１Ｂ  熱分解チャー
１ａ  排ガス
１ｂ  不燃物
１ｃ  ダスト
２  熱分解炉
３  溶融炉
４  熱分解ガス取出ライン
５  冷却装置
６  熱分解チャー取出ライン
７  分別装置
８  熱分解チャー移送ライン
９  廃熱ボイラ（熱回収装置）
１０  バグフィルタ（集塵装置）
１２  ダスト移送ライン
【図１】
0003780588.tif 000002
【図２】
0003780588.tif 000003
【図３】
0003780588.tif 000004