(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記乾留ガスと熱分解残留物とを分離して排出する排出装置と、該排出装置から排出された熱分解残留物を冷却する冷却装置と、冷却された熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前記排出装置からの乾留ガスと前記分離装置からの燃焼性成分とを燃焼させて溶融スラグと燃焼排ガスを生成する燃焼溶融炉とを備えた廃棄物処理装置において、灰に水分を添加して湿灰を製造する湿灰製造装置によって湿灰を製造し、該湿灰を前記排出装置から排出される熱分解残留物に混入させた後、前記冷却装置に供給するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法。
【請求項２】
燃焼溶融炉で発生した焼却灰を集塵装置で集塵し、該集塵装置で集塵された焼却灰に前記湿灰製造装置によって水分を添加するようにした請求項１記載の廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法。
【請求項３】
湿灰をシール機構を介して冷却装置に供給するようにした請求項１又は２記載の廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法、より詳しくは廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物とを生成し、この熱分解残留物を冷却した後、燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離し、前記乾留ガスと前記燃焼性成分とを燃焼溶融炉で燃焼処理するようにした廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみなどの一般廃棄物や廃プラスチックなどの可燃物を含有する産業廃棄物等の廃棄物処理装置の一つとして廃棄物を熱分解反応器に入れて大気圧下の低酸素雰囲気で加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、さらに熱分解残留物を冷却した後、分離装置に供給してカーボンを主体とする燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利、コンクリート片等のガレキよりなる不燃焼性成分とに分離し、前記燃焼性成分を粉砕し、この粉砕された燃焼性成分と前記した乾留ガスとを燃焼溶融炉で燃焼処理し、生じた燃焼灰を溶融スラグとなしこの溶融スラグを排出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置が例えば特公平６−５６２５３号公報で提案されている。
【０００３】
ところで、かゝる廃棄物処理装置においては熱分解反応器から排出される熱分解残留物は約４５０℃程度と高温であるため、酸化を防止するため冷却装置に供給され、ここで約８０℃程度まで冷却された後、大気圧以下に保持された分離装置に供給されて燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離されるようになっている。そしてこの冷却装置は熱分解残留物を収容するドラムの外壁面に冷却水をスプレーする等の間接冷却が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記したような廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法においては、回転ドラムの外部に水をかけて冷却するような間接冷却であるため冷却効率が悪く、したがって装置が大型になるという問題がある。
勿論、冷却効率を高めるためには熱分解残留物中に冷却水を直接注入又は噴霧する方法があるが、この場合は熱分解残留物の粉粒体が結合して団子状となり、冷却装置内壁に付着し、冷却効率が悪くなる。あるいは後流側に配置される分離装置での分離効率に悪影響を与えることとなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記乾留ガスと熱分解残留物とを分離して排出する排出装置と、該排出装置から排出された熱分解残留物を冷却する冷却装置と、冷却された熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前記排出装置からの乾留ガスと前記分離装置からの燃焼性成分とを燃焼させて溶融スラグと燃焼排ガスを生成する燃焼溶融炉とを備えた廃棄物処理装置において、灰に水分を添加して湿灰を製造する湿灰製造装置によって湿灰を製造し、該湿灰を前記排出装置から排出される熱分解残留物に混入させた後、前記冷却装置に供給するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法を提供せんとするものである。
【０００６】
この廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法に使用される灰は、他の焼却設備等により生じた燃焼灰を用いてもよいが、好ましくは、この廃棄物処理装置において発生した燃焼灰が用いられる。
即ち、燃焼溶融炉で発生した燃焼灰はその殆んどが溶融して溶融スラグとなるが、一部の燃焼灰は燃焼排ガスに同伴し、飛灰となって排出される。この飛灰を集塵装置で集塵し、集塵された灰に水分を添加して湿灰となし、この湿灰を熱分解残留物中に混入させるのがよい。そして実際には、冷却装置内は低酸素雰囲気に保持されるため、これを損なわないように湿灰は、シール機構を介して熱分解残留物に混入させるのがよい。
【０００７】
かゝる廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法によれば、熱分解反応器から排出装置内には約４５０℃程度の高温の乾留ガスと熱分解残留物とが排出され、ここで分離された熱分解残留物には別途、灰に水分を添加して製造された湿灰が混入され、この湿灰が混入された熱分解残留物は冷却装置内に供給され冷却される。このとき湿灰に含まれる水分が蒸発し、この際の蒸発潜熱により冷却が促進され、結果として冷却装置の小型化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図１乃至図５を参照して本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法の実施例を説明する。
図１は、本発明による熱分解残留物の冷却方法を用いた廃棄物処理装置の系統図である。
【０００９】
この図１において１は、都市ごみ等の可燃物を含有する廃棄物ａを熱分解反応器２内に供給する廃棄物供給装置である。この熱分解反応器２は通常、横型回転式ドラムが用いられ、図示しないシール機構によりその内部は低酸素雰囲気に保持され、また燃焼溶融炉４の後流側に配置された熱交換器（図示せず）による加熱された加熱空気ｂがラインＬ1 から供給され、この加熱空気ｂにより内部は３００°〜６００°に、通常は４５０℃程度に加熱されている。
【００１０】
そして廃棄物供給装置１から供給された廃棄物ａは熱分解反応器２内で熱分解され、乾留ガスＧ1 と主として不揮発性の熱分解残留物ｃとを生成する。
この熱分解反応器２内で生成された乾留ガスＧ1 と熱分解残留物ｃとは、排出装置３において分離され、乾留ガスＧ1 はラインＬ2 を経て燃焼溶融炉４のバーナ５に供給される。
【００１１】
一方、熱分解反応器２より排出された熱分解残留物ｃは冷却装置６に供給され冷却される。詳述すれば、この冷却装置６は、図２及び図３に示したように内部に掻き上げ羽根となるスパイラルフィン８を有するほゞ円筒形で横向きの胴体９を有し、この胴体９の一端には排出装置３（図１）に接続され、かつシール機構として二重ゲート弁１０を有する入口シュート１１が、他端には分離装置７に接続され、かつシール機構としての二重ゲート弁１２を有する出口シュート１３が夫々設けられている。
【００１２】
胴体９は、回転ローラ１４，１５で回転自在に支持されており、駆動機（例えばモータ）１６（図３）の駆動力がチェーン１７を介して伝達されることにより回転する。また胴体９の側方には植立部材１８が立設され、この植立部材１８には胴体９の長手方向に沿って所定の間隔で複数のノズル１９が配置されている。これらのノズル１９は全て冷却水ラインＬ4 に連結されており、水槽２０の冷却水Ｗ1 がポンプ２１で加圧され、ノズル１９から胴体９の外表面に噴出されるようになっている。
【００１３】
更に胴体９内には、ラインＬ3 （図１，２）から後述する排ガスＧ2 の一部がイナートガスとして供給され、内部は低酸素雰囲気が形成されるとともに、入口シュート１１には湿灰ｄがラインＬ5 から、シール機構としての二重ゲート弁２３を介して供給され、この湿灰ｄはこの入口シュート１１を通過する熱分解残留物ｃに混入される。
【００１４】
この湿灰ｄの熱分解残留物ｃ中への混入割合は特には限定されるのもではないが、通常は湿灰ｄと熱分解残留物ｃとは１：３〜１：５の範囲で混入されるのが良い。また、この湿灰ｄは後述する集塵装置２４により集塵された飛灰ｅの一部をラインＬ6 から湿灰製造装置２５に供給して製造される。
この湿灰製造装置は、例えば図４に示されるように胴体２６と、この胴体２６内に配置された回転軸２７に取付けられた攪拌翼２８とスプレーノズル２９を有する給水管３０とモータの如き駆動機３１とより構成され、ラインＬ6 からこの胴体２６内に供給された飛灰ｅは攪拌翼２８により攪拌されつつ水Ｗ2 が噴霧されることによって湿灰ｄが製造される。
【００１５】
勿論、この湿灰ｄは飛灰ｅに限定されるものではなく、必要に応じて他の焼却炉等において発生する灰を用いてもよい。そして熱分解残留物ｃはこの冷却装置６内において湿灰ｄ中に含まれる水分の蒸発潜熱と、冷却水ラインＬ4 から供給され胴体９の外表面に噴出される冷却水Ｗ1 とにより８０℃程度まで冷却され、そしてこの冷却された熱分解残留物ｃは分離装置７に供給され、ここでカーボンと灰分とを主体とする燃焼性成分ｆと、金属やガレキ等の不燃焼性成分ｇとに分離され、不燃焼性成分ｇはコンテナ３３に回収される。
【００１６】
そして燃焼性成分ｆは粉砕機３４により例えば１ｍｍ以下の微粉に粉砕され、この粉砕された燃焼性成分ｆ′はラインＬ7 から燃焼溶融炉４のバーナ５に供給され、ここでラインＬ2 から供給される乾留ガスＧ1 と押込送風機３５によりラインＬ8 から供給される燃焼用空気ｈとにより、約１，３００℃程度の高温域で燃焼される。この燃焼により生じた燃焼灰と燃焼性成分ｆ′中に含まれる灰分とは、その殆んどが溶融され溶融スラグｋとなって水槽３６中に流下して冷却固化される。
【００１７】
そして燃焼灰と灰分の一部は燃焼排ガスＧ3 に同伴して後流側に送られる。そしてこの燃焼排ガスＧ3 はラインＬ9 を経て廃熱ボイラ３７や図示しない空気加熱器等により熱回収された後、集塵装置２４で除塵され、更にガス洗浄装置３８で洗浄されて比較的低温のクリーンな排ガスＧ2 となって殆んどは煙突３９から大気に放出されるが、一部は前述したようにラインＬ3 からイナートガスとして冷却装置６の胴体９内に供給される。なお、排ガスＧ2 の排出経路の終段に設けた４０は誘引送風機、４１は廃熱ボイラ３７により発生した蒸気Ｓにより発電される発電装置である。
【００１８】
図５は、冷却装置６の入口部の他の実施例を示すものであって、排出装置３により分離された熱分解残留物ｃは、スクリューフィーダ４２に供給され、モータの如き駆動機４３によりこのスクリューフィーダ４２を作動させることによりシールを保持しながら熱分解残留物ｃを冷却装置６の胴体９内に供給されるようになっている。勿論、この実施例においては湿灰ｄがシール機構２３を介して熱分解残留物ｃ中に混入されるのである。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法によれば、湿灰を熱分解残留物中に混入して冷却装置内に供給するようにしたため、湿灰中の水分の蒸発潜熱を利用して冷却することとなり、その結果冷却装置を小型化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却方法を実施する装置の系統図である。
【図２】冷却装置の側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】湿灰製造装置の側面図である。
【図５】冷却装置の他の実施例の入口部側面図である。
【符号の説明】
１  廃棄物供給装置              ２  熱分解反応器
３  排出装置                    ４  燃焼溶融炉
５  バーナ                      ６  冷却装置
７  分離装置                    ８  スパイラルフィン
９，２６  胴体                  １０，１２，２３  二重ゲート弁
１１  入口シュート              １３  出口シュート
１４，１５  支持ローラ          １６，３１，４３  駆動機
１７  チェーン                  １８  植立部材
１９  ノズル                    ２０，３６  水槽
２１  ポンプ                    ２４  集塵装置
２５  湿灰製造装置              ２７  回転軸
２８  攪拌翼                    ２９  スプレーノズル
３０  給水管                    ３３  コンテナ
３４  粉砕機                    ３５  押込送風機
３７  廃熱ボイラ                ３８  ガス洗浄装置
３９  煙突                      ４０  誘引送風機
４１  発電装置                  ４２  スクリューフィーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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