(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする乾留熱分解ドラムと，熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と，溶融燃焼装置の下流側に設けられ、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスにより熱媒体である砂を加熱するロータリーキルン型の砂加熱装置と，砂加熱装置の下流側に設けられ、砂加熱装置から排出した燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと，砂加熱装置の下方位置に設けられ、砂加熱装置との連通孔を側壁の中間部に及び砂排出口をその下方に夫々設けた筒状の本体と、筒状の本体内に配設した蒸気過熱管と、上記過熱管の下方に配設した空気を砂内へ噴出するパージ用ノズルと、本体内の砂のレベルを検知する砂レベル計と、蒸気過熱管からの過熱蒸気の温度制御装置とを備え、前記砂加熱装置からの高温の砂により前記廃熱ボイラからの蒸気を過熱する蒸気過熱装置と，蒸気過熱装置からの過熱蒸気を駆動源とする蒸気タービン発電装置と，蒸気過熱装置から砂を導出する砂出しスクリュー装置と、導出した砂を搬送するバケットコンベア装置と、砂内から異物を除去するスクリーン装置と、前記砂加熱装置の砂レベル計の検出信号により運転が制御されて砂を補給する補給砂供給装置とを備え、前記蒸気過熱装置から排出した砂を砂加熱装置の上方の砂散布口へ戻す砂搬送装置と，から構成したことを特徴とする廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
【請求項２】
蒸気過熱装置を、振動可能に支持され且つ振動装置により微振動させる構成とした請求項１に記載の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等の廃棄物の熱分解溶融燃焼処理に利用されるものであり、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスの熱回収システムに改良を加えることにより、燃焼排ガスの熱を用いて蒸気過熱管に高温腐食を生ずることなく経済的に発電用蒸気の高温・高圧化が図れ、発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉（以下、廃棄物燃焼処理装置と呼ぶ）を備えた廃棄物処理プラントに於いては、ボイラ装置と発電装置を組み合せ使用することにより廃棄物燃焼処理装置からの排ガスの熱を電気エネルギーとして回収し、プラント運転用電力を除いた余剰電力を外部へ供給するようにしたプラントシステムが多く採用されている。
【０００３】
しかし、上記廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、廃棄物燃焼処理装置からの排ガス内に含まれるＨＣｌガスと煤塵中の腐食成分の複合作用により、ボイラ装置等に強烈な腐食が引き起こされる。
【０００４】
図３はごみ焼却炉に於ける排ガス温度と腐食の関係の一例を示す公知のデータ（Ｋ・Ｆａｓｓｌｅｒ，Ｈ・Ｓｐａｈｎ「Ｋｏｒｒｏｓｉｏｎｅｎ  ａｎ  Ｍｕｌｌｖｅｒｂｒｅｎｎｕｎｇｓ  Ｋｅｓｓｅｌｎ」，ＭＩＴＴＥＬＵＮＧＥＮＤＥＲ  ＶＧＢ４８  Ｈｅｆｔ  Ａｐｒｉｌｌ  １９６８）であり、排ガス温度が１５０℃以下の範囲では所謂低温腐食が、また排ガス温度が３２０℃以上の範囲では所謂高温腐食が夫々起こることになる。
【０００５】
即ち、蒸気過熱装置の蒸気過熱管や廃熱ボイラの各部伝熱面は、管壁温度が約３００℃を越えると高温腐食の進行により急激に腐食されることになり、このような高温腐食の進行を避けるためには、廃熱ボイラの、特に蒸気過熱管の運転条件は３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、３００℃以下とする必要があった。
【０００６】
そのため、従前の廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、ボイラ装置の蒸気条件をほぼ２７０℃、２５ｋｇ／ｃｍ2 近傍に設定することにより高温腐食の発生を避けるようにしているが、結果として排熱回収による発電効率が１０〜１３％程度の低効率になることとなり、近年の事業用火力発電所の発電効率（約４０％）に遠く及ばない状態にある。
【０００７】
尚、従前の廃棄物処理プラントに於いても、勿論発電効率を高めるために種々の工夫が為されている。
例えば、▲１▼ボイラ過熱蒸気管の材質を耐食性材料とし、過熱蒸気温度を４００℃〜４３５℃程度にまで高める方法、▲２▼腐食原因物質であるＨＣｌガスを中和するため、炉内へＮａ2 ＣＯ3 やＣａＣＯ3 等のアルカリ剤を噴霧する方法、▲３▼腐食原因物質である煤塵をより少なくするか、或は蒸気管壁に付着しにくくするための燃焼技術の改善やボイラ構造の改善、▲４▼最も腐食を起しやすい過熱蒸気管を消耗部品として交換し易くする方法、▲５▼過熱蒸気管の外部にキャスタブル耐熱材を被覆する方法等の工夫が為されている。
【０００８】
しかし、上記何れの対策も、根本的に腐食を防止することは困難であり、しかも、建設費や維持費が高価なものになると云う難点を抱えている。
特に、廃棄物の熱分解溶融燃焼装置の溶融燃焼炉から排出される燃焼排ガスは、約１１００℃〜１３００℃の高温度であるため、この中へ塩化水素ガスの吸収反応剤（例えば消石灰や生石灰、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等）を投入して塩化水素ガスと十分に接触させたとしても、化学的な平衡関係から、生成した塩化カルシウム或いは塩化ナトリウムは水蒸気と反応して再び塩化水素を生成するため、結局塩化水素ガス濃度を引き下げることはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の廃棄物の燃焼処理装置に於ける上述の如き問題、即ち所謂高温腐食の発生により発電用過熱蒸気の蒸気条件が約３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ・３００℃以下に押さえられ、発電効率のより一層の向上を図ることができないと云う問題を解決せんとするものであり、蒸気過熱装置の蒸気過熱管を腐食環境から隔離することにより、蒸気過熱管の高温腐食を防止して廃棄物発電に於ける発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする乾留熱分解ドラムと，熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と，溶融燃焼装置の下流側に設けられ、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスにより熱媒体である砂を加熱するロータリーキルン型の砂加熱装置と，砂加熱装置の下流側に設けられ、砂加熱装置から排出した燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと，砂加熱装置の下方位置に設けられ、砂加熱装置との連通孔を側壁の中間部に及び砂排出口をその下方に夫々設けた筒状の本体と、筒状の本体内に配設した蒸気過熱管と、上記過熱管の下方に配設した空気を砂内へ噴出するパージ用ノズルと、本体内の砂のレベルを検知する砂レベル計と、蒸気過熱管からの過熱蒸気の温度制御装置とを備え、前記砂加熱装置からの高温の砂により前記廃熱ボイラからの蒸気を過熱する蒸気過熱装置と，蒸気過熱装置からの過熱蒸気を駆動源とする蒸気タービン発電装置と，蒸気過熱装置から砂を導出する砂出しスクリュー装置と、導出した砂を搬送するバケットコンベア装置と、砂内から異物を除去するスクリーン装置と、前記砂加熱装置の砂レベル計の検出信号により運転が制御されて砂を補給する補給砂供給装置とを備え、前記蒸気過熱装置から排出した砂を砂加熱装置の上方の砂散布口へ戻す砂搬送装置とを発明の基本構成とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて蒸気過熱装置を、振動可能に支持され且つ振動装置により微振動させるようにしたものである。
【００１４】
【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は本発明の実施態様に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の全体系統図であり、図２は本発明の要部を示す部分拡大縦断面図である。図に於いて、Ｃは廃棄物、Ｋは加熱ガス、Ｄは熱分解残渣、Ｇは熱分解ガス、Ｉは可燃性固形物、ＩO はカーボン残渣、Ｆは溶融スラグ、ＧO は燃焼排ガス、Ｅは集塵灰、１は廃棄物供給装置、２は乾留熱分解ドラム、３は搬出装置、４は溶融燃焼装置、５は選別装置、６は粉砕装置、７は廃熱ボイラ、８は集塵装置、９はガス浄化装置、１０は煙突、１１は廃棄物加熱管、１２は加熱ガス発生炉、１３はボイラ蒸気過熱器、１４は蒸気タービン発電装置、１５は送風機、１６は誘引通風機、１７は冷却コンベア、１８は可燃性微粉貯留槽、１９は加熱ガス流路、２０は循環ファン、２１は熱交換器、２２はオイル又はガスバーナ、２３は廃棄物ピット、２４は廃棄物供給用クレーンであって、これ等の各部材は公知の廃棄物乾留熱分解溶融燃焼装置の場合と全く同一の構成である。
【００１５】
又、図に於いて、Ｓは砂、２５は砂加熱装置、２５ａはロータリーキルン、２５ｂは支持架台、２５ｃは砂供給口、２５ｄは砂出口、２６は蒸気過熱装置、２６ａは筒状本体、２６ｂは蒸気過熱管、２６ｃはパージ用ノズル、２６ｄは砂排出口、２６ｅは伸縮継手、２６ｆは伸縮継手、２６ｇは支持スプリング、２６ｈはフレキシブル管、２７は補給砂供給装置、２７ａは補給砂サイロ、２８は砂搬送装置、２８ａは砂出しスクリュー装置、２８ｂはバケットコンベア装置、２８ｃはスクリーン装置、２９はスラグ水冷槽、３０は振動発生装置、３１は温度制御装置、３２はヘッダ、３３は制御弁、３４は砂レベル計、３５は集塵灰サイロ、３６は送風機、３７はロータリーキルン駆動装置、３８は燃焼排ガス流路であり、図番２５〜図番３４までの部材が本発明の要部を構成する部材である。
【００１６】
前記乾留熱分解ドラム２は、水平に対して約１．５度の傾斜角度で入口側を上方に、出口側を下方に位置せしめた状態で回転自在に軸支されており、運転中は約１〜３ｒｐｍの回転速度で回転駆動される。又、乾留熱分解ドラム２の内部には、複数本の廃棄物加熱管１１がドラムの軸芯方向に平行に配設されている。この各廃棄物加熱管１１は、両端部を入口ケーシング及び出口ケーシングへ夫々連通せしめた状態で支持固定されており、乾留熱分解ドラム２と一体となって回転する。
【００１７】
前記高温溶融燃焼装置４は、縦円筒状本体４ａと傾斜状底面４ｂと燃焼排ガスＧO の排出流路４ｃ等を備えており、円筒状本体４ａの上方より熱分解ガスＧ、熱分解残渣Ｄ内のカーボン残渣ＩO 及び集塵灰サイロ３５からの集塵灰Ｅ等が噴射され、ここで高温溶融燃焼される。
また、溶融燃焼により形成された溶融スラグＦは傾斜状底面４ｂに沿って流下し、スラグ排出口４ｄからスラグ水冷槽２９内へ落下する。
【００１８】
前記砂加熱装置２５は、図２に示す如く所謂ロータリーキルン型の加熱装置であり、ロータリーキルン２５ａは、入口側を上方に出口側を下方に位置せしめた傾斜姿勢で支持架台２５ｂ上に回転自在に支持されており、ロータリーキルン駆動装置３７により矢印方向へ所定の速度で回転駆動される。
尚、前記筒状本体２５ａの下方は開口されており、後述するように蒸気過熱装置２６の上方開口へ連通されている。
【００１９】
前記ロータリーキルン２５ａの上方開口は、砂Ｓと燃焼排ガスＧO との導入口となっており、溶融燃焼装置４のガス排出流路４ｃへ連通されている。
また、ロータリーキルン２５ａの下方開口は砂Ｓと燃焼排ガスＧO との導出口となっており、後述するように蒸気過熱装置２６を形成する筒状本体２６ａの上方へ開口されると共に、燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ連通されている。
【００２０】
前記蒸気過熱装置２６は、底面を逆円錐状に形成した筒状本体２６ａと、筒状本体２６ａ内に配設した蒸気過熱管２６ｂと、蒸気過熱管２６ｂの下方に設置したパージ用ノズル２６ｃ等から形成されており、前記砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内を下降してきた高温の砂Ｓが、順次筒状本体２６ａの上方へ排出されてくる。
また、筒状本体２６ａの上端は、高温の燃焼排ガスＧO を廃熱ボイラ７へ導出するための燃焼排ガス流路３８の下端へ伸縮継手２６ｅを介して連通状に連結されており、固定された砂加熱装置２５及び燃焼排ガス流路３８に対して、蒸気過熱装置２６は後述するように僅かな寸法距離だけ相対移動可能に支持されている。
更に、筒状本体２６ａの最下端部には砂排出口２６ｄが設けられており、後述する砂出しスクリュー装置２８ａを通して砂Ｓが所定の流量で排出されて行く。
【００２１】
尚、本実施形態に於いては、蒸気過熱装置２６を伸縮継手２６ｅ・２６ｆ、支持スプリング２６ｇ及びフレキシブル管２６ｈ等を介して所謂振動自在に吊下げ支持するようにしており、振動発生装置（振動モータ）３０を作動することにより筒状本体２６ａに所定周波数の微振動を与え、これによって砂Ｓと蒸気過熱管２６ｂ間の熱伝達率を高めるようにしているが、燃焼排ガスＧO の流路３８を形成する筒体と蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａとを一体的に形成し、蒸気過熱装置２６を固定式としてもよいことは勿論である。同様に、別に形成した蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａを、流路３８の下端部へ気密状に固定するようにしてもよい。
【００２２】
前記蒸気過熱管２６ｂは、筒状本体２６ａ内に複数本並設されている。そして、各蒸気過熱管２６ｂの蒸気入口側及び蒸気出口側は夫々ヘッダ３２へ連結されており、ボイラ蒸気過熱器１３で過熱された蒸気が更に当該蒸気過熱管２６ｂ内で過熱されたあと、過熱蒸気流路１４ａを通して蒸気タービン発電装置１４へ供給されて行く。
また、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側には、制御弁３３を介設して給水管が接続されており、温度制御装置３１からの信号によって制御弁３３の開度を調整して水又は低温蒸気を供給することにより、蒸気タービン発電装置１４へ供給する過熱蒸気の温度が調整される。
尚、図に於いて３４は砂レベル計である。また、パージ用ノズル２６ｃへは空気管を通して適宜量の空気が供給されている。
【００２３】
前記補給砂サイロ２７ａは補給用の砂Ｓを貯留するものであり、砂レベル計３４の検出信号によって補給砂供給装置２７の運転を制御することにより、砂供給口２５ｃを通して新しい砂Ｓが供給され、これによって筒状本体２６ａ内の砂レベルが所定位置に保持されている。
【００２４】
前記砂搬送装置２８は、蒸気過熱装置２６内から砂Ｓを取り出す砂出しスクリュー装置２８ａと、取り出した砂Ｓを搬送するバケットコンベア装置２８ｂと、バケットコンベア装置２８ｂから排出した砂Ｓ内の固形物等を除くスクリーン装置２８ｃ等から形成されている。尚、熱媒体用の砂Ｓとしては、粒径１〜３ｍｍの炭化けい素が使用されている。
【００２５】
次に、本発明の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の作動について説明する。
廃棄物ピット２３内に貯えられた廃棄物Ｃは、廃棄物供給装置１によって順次乾留熱分解ドラム２内へ供給され、略酸素が遮断された状態の下で廃棄物加熱管１１内を流通する加熱ガス発生炉１２からの加熱ガスＫにより、常温から３００℃〜６００℃、好ましくは４００℃〜５００℃の温度に加熱される。この状態で約１時間程度攪拌混合されることにより、乾留熱分解ドラム２内の廃棄物Ｃは熱分解され、熱分解ガスＧと固形の熱分解残渣Ｄが生成される。
【００２６】
前記廃棄物Ｃの熱分解は通常約１時間程度で完了し、概ね７５ｗｔ％の熱分解ガスＧと２５ｗｔ％の熱分解残渣Ｄとが生成される。
尚、生成された熱分解残渣Ｄは、乾留熱分解ドラム２内で攪拌・混合されることにより均一化され、一様な大きさの粒子となる。
また、発生した熱分解ガスＧは、水分、ＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 及び炭化水素を主成分とするものであり、ダスト及びタールも若干含まれており、その低位発熱量は約１５００〜２０００ｋｃａｌ／ｋｇである。
更に、熱分解残渣Ｄは炭素と灰分がその主体を成すものであるが、炭素含有量は熱分解残渣Ｄの粒径によって変化し、粒径が小さいものほど炭素の含有量が増加する。例えば、熱分解残渣Ｄの粒径が５ｍｍ以下の場合には、炭素の含有量は概ね３５ｗｔ％となる。
【００２７】
乾留熱分解ドラム２内の熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄは隣接する搬出装置３内へ排出され、ここで熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。
分離された熱分解ガスＧは溶融燃焼装置４へ供給され、後述するカーボン残渣ＩO や集塵灰Ｅと共に所謂溶融燃焼される。
また、熱分解残渣Ｄの方は、冷却コンベア１７上で約４００℃〜５００℃の温度から約８０℃の温度にまで冷却され、選別装置５に於いて有価物である鉄、アルミや不燃物である砂、ガラス等が選別されることにより、可燃物を主体とする可燃性固形物Ｉが分離される。
更に、分離された可燃性の可燃性固形物Ｉは、破砕装置６で微粒化されたあと可燃性微粉貯留槽１８に貯えられ、前述の如く廃熱ボイラ７や集塵装置８等からの集塵灰Ｅと共に空気輸送によって溶融燃焼装置４へ送られ、ここで熱分解ガスＧと共に燃焼される。
即ち、溶融燃焼装置４内へ供給された炭素含有量の高いカーボン残渣ＩO は、熱分解ガスＧと共に溶融燃焼装置４内で、灰の溶融温度より１００〜１５０℃ほど高い約１３００℃の高温で燃焼され、溶融スラグＦとなって傾斜状底面４ｂに沿って流下し、スラグ排出口４ｄからスラグ水冷槽２９内へ排出されることにより、所謂水砕スラグとなる。
【００２８】
溶融燃焼装置４内で発生した約１１００〜１２００℃の高温の燃焼排ガスＧO は、ガス排出流路４ｃを通して砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内へ導入される。また、導入された高温の燃焼排ガスＧO は、ロータリーキルン２５ａ内を通過する間にその保有熱を砂Ｓやロータリーキルン２５ａに与え、その後燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ導入される。
【００２９】
前記砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内へは、その上流側の側面に設けた砂供給口２５ｃから熱媒体用の砂Ｓが所定の流量で供給されており、この投入された砂Ｓは、ロータリーキルン２５ａの回転に伴なってその内部を下降する間に前記燃焼排ガスＧO やロータリーキルン２５ａの内壁面と接触し、加熱される。
具体的には、ロータリーキルン２５ａの回転数は約２〜５ｒｐｍに設定されており、また燃焼排ガスＧO の入口温度は１０００〜１１００℃、出口温度は７００〜８００℃、砂Ｓの入口温度は３００〜４００℃、出口温度は７００〜８００℃に夫々設定されている。
【００３０】
砂加熱装置２５に於いて７００〜８００℃に加熱された砂Ｓは、ロータリーキルン２５ａの下流側の砂出口２５ｄから燃焼排ガスＧO と共に蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａの上方へ排出され、重力により下降する。また、燃焼排ガスＧO は、前述の通り燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ送られ、廃熱ボイラでの熱回収により約２００℃位にまで冷却された燃焼排ガスＧO は、集塵装置８によってダストが除去された後、ガス浄化装置９で洗浄され、ＨＣｌやＳＯｘ、ＮＯｘなどの有害物質を除去した後、煙突１０より大気中へ排出されて行く。
【００３１】
前記蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａ内には、熱媒体である砂Ｓが層状に溜った状態となっており、砂加熱装置２５から下降してくる砂Ｓの量と、砂出しスクリュー装置２８ａにより筒状本体２６ａ内から排出される砂Ｓの量とがほぼバランスした状態になっている。
即ち、筒状本体２６ａ内の砂レベルは砂レベル計３４によって所定範囲内のレベルに制御されており、熱媒体である砂Ｓは、砂加熱装置２５・蒸気過熱装置２６・砂搬送装置２８で形成される循環路内を循環しており、後述する補給砂サイロ２７ａから系内へ砂Ｓの不足分が補給される。
【００３２】
蒸気過熱装置２６内では、高温の砂Ｓが筒状本体２６ａ内を流下する間に、蒸気過熱管２６ｂを介してその保有熱をボイラ蒸気過熱器１３からの過熱蒸気に与え、これを過熱する。
具体的には、本実施形態の蒸気過熱装置２６では、砂の入口温度７００〜８００℃、出口温度４００〜５００℃、過熱蒸気の入口温度２５０〜３００℃、過熱蒸気の出口温度約５００℃に夫々設定されている。
【００３３】
尚、蒸気過熱装置２６の底部に設けたパージ用ノズル２６ｃからは、適宜の空気が砂Ｓ内へ噴出されている。当該空気を砂Ｓ内へ噴出することにより、砂Ｓに付着して蒸気過熱装置２６内へ持ち込まれたＨＣｌ等を含む燃焼排ガスＧO が上方へ放散され、筒状本体２６ａ内がより清浄な状態に保持される。
また、前記砂Ｓと蒸気過熱管２６ｂ間の熱交換性を高めるため、筒状本体２６ａは微振動可能に保持されており、必要に応じて振動発生装置３０を作動させ、蒸気過熱装置２６を微振動させるようにしてもよい。
更に、過熱蒸気の出口側温度を調整するため、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側へ蒸気タービン復水が制御弁３３を通して供給され、これによって蒸気過熱装置２６から蒸気タービン発電装置１４へ供給される過熱蒸気の温度が約５００℃に保持されている。
即ち、蒸気過熱装置２６からは温度が約５００℃の過熱蒸気（温度約５００℃、圧力約１００ｋｇ／ｃｍ2 ）が蒸気タービン発電装置１４へ供給される。
【００３４】
前記蒸気過熱装置２６内から砂出しスクリュー装置２８ａにより排出された砂Ｓは、バケットコンベア装置２８ｂによってスクリーン装置２８ｃ上へ搬送され、ここで砂加熱装置２５内で発生したクリンカー等の固形異物や燃焼排ガスＧO 内に含まれていたダスト等が除去されたあと、砂加熱装置２５内へ戻される。また、補給砂供給装置２７により補給砂サイロ２７ａから適宜量の砂Ｓが系内へ供給される。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に於いては、熱媒体として砂を用い、溶融燃焼装置からの高温の燃焼排ガスによって砂を加熱するとと共に、砂の顕熱により蒸気過熱装置に於いて、廃熱ボイラからの過熱蒸気を更に高温度にまで過熱する構成としている。
即ち、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスとの熱交換により得られた高温の砂は、燃焼排ガスに含まれる塩化水素ガスのような腐食性ガス成分を殆んど含有せず、クリーンな熱源である。従って蒸気過熱装置に設けた蒸気過熱管は高温腐食を殆んど生じない条件下に置かれることになり、長期に亘って安定した運転が行なえる。
その結果、本発明に於いては従前のごみ発電のように、蒸気過熱管等の腐食を回避するために過熱蒸気条件を３００℃・３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以下に保持する必要が無くなり、容易に５００℃・１００ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの過熱蒸気を得る事ができる。また、これに伴なって廃棄物発電に於ける発電効率を、従来の１０〜１５％程度から３０％程度まで引上げることが可能となった。
【００３６】
また、蒸気過熱装置を微振動させるようにした場合には、砂と過熱蒸気間の熱交換性が向上し、熱回収を図るうえで好都合である。
更に、パージ用ノズルから所定量の空気を砂層内へ噴出した場合には、砂加熱装置からの砂に随伴して蒸気過熱装置内へ侵入した燃焼排ガスが容易に排出されることになり、蒸気過熱管の高温腐食をより完全に防止することができる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の全体系統図である。
【図２】本発明に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】塩化水素ガスを含有する燃焼排ガスの管壁温度と腐食速度の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｃ…廃棄物、Ｄ…熱分解残渣、Ｇ…熱分解ガス、Ｉ…可燃性固形物、ＩO …カーボン残渣、Ｆ…溶融スラグ、ＧO …燃焼排ガス、Ｋ…加熱ガス、Ｅ…集塵灰、Ｓ…砂、１…廃棄物供給装置、２…乾留熱分解ドラム、３…搬出装置、４…溶融燃焼装置、４ａ…円筒状本体、４ｂ…傾斜状底面、４ｃ…ガス排出流路、４ｄ…スラグ排出口、５…選別装置、６…粉砕装置、７…廃熱ボイラ、８…集塵装置、９…ガス浄化装置、１０…煙突、１１…廃棄物加熱管、１２…加熱ガス発生炉、１３…ボイラ蒸気過熱器、１４…蒸気タービン発電装置、１５…送風機、１６…誘引通風機、１７…冷却コンベア、１８…可燃性微粉貯留槽、１９…加熱ガス流路、２０…循環ファン、２１…熱交換器、２２…オイルバーナ又はガスバーナ、２３…廃棄物ピット、２４…廃棄物供給用クレーン、２５…砂加熱装置、２５ａ…ロータリーキルン、２５ｂ…支持架台、２５ｃ…砂供給口、２５ｄ…砂出口、２６…蒸気過熱装置、２６ａ…筒状本体、２６ｂ…蒸気過熱管、２６ｃ…パージ用ノズル、２６ｄ…砂排出口、２６ｅ…伸縮継手、２６ｆ…伸縮継手、２６ｇ…支持スプリング、２６ｈ…フレキシブル管、２７…補給砂供給装置、２７ａ…補給砂サイロ、２８…砂搬送装置、２８ａ…砂出しスクリュー装置、２８ｂ…バケットコンベア装置、２８ｃ…スクリーン装置、２９…スラグ水冷槽、３０…振動発生装置、３１…温度制御装置、３２…ヘッダ、３３…制御弁、３４…砂レベル計、３５…集塵灰サイロ、３６…送風機、３７…ロータリーキルン駆動装置、３８…燃焼排ガス流路。
【図１】
0003801775.tif 000002
【図２】
0003801775.tif 000003
【図３】
0003801775.tif 000004