JP2000297912A - 廃棄物処理設備の操業方法及び廃棄物処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物Ｗを熱分解処理する乾留装置２と、そ
の乾留装置２で生じた熱分解固形物Ｄを溶融処理する表
面溶融炉２０とを有する廃棄物処理設備において、付属
設備を設けることなく表面溶融炉２０における熱効率を
改善して、表面溶融炉２０内における被溶融処理物の溶
融を安定化する。 【解決手段】 熱分解固形物Ｄ中における揮発成分Ｖに
対する固定炭素分Ｃの重量比として定義される燃料比を
所定の範囲に維持するように、乾留装置２における廃棄
物Ｗの乾留条件を調節して、揮発成分Ｖを有する熱分解
固形物Ｄを搬送装置３によって表面溶融炉２０に投入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物処理設備の
操業方法及び廃棄物処理設備に関し、詳しくは、廃棄物
を熱分解処理する乾留装置と、その乾留装置で生じた熱
分解固形物を溶融処理する表面溶融炉とを有する廃棄物
処理設備、並びにその操業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物処理設備は、図６に示すよ
うに、廃棄物Ｗを熱分解処理する乾留装置２と、その乾
留装置２で生じた熱分解固形物Ｄを溶融処理する溶融処
理炉５とを、別々に配置して設けてあるものが用いられ
ている。図６には、前記乾留装置２として外熱型の乾留
キルン１０を設け、前記溶融処理炉５として表面溶融炉
２０を設けてある廃棄物処理設備の例を示した。

【０００３】前記乾留キルン１０には、回転胴１２を囲
繞する加熱ジャケットから成る加熱手段１５を備えてお
り、加熱流体供給路１６に備える加熱器１７で加熱され
た空気等の加熱流体Ｈを加熱流体Ｈとして供給するよう
に構成してある。前記加熱器１７には、燃料管１８から
供給される燃料Ｆとしての都市ガス又は重油を燃焼して
前記加熱流体Ｈを加熱する加熱バーナを備えている（図
中Ａは、前記都市ガス又は重油を燃焼させるために供給
する空気である。）。前記回転胴１２の上流側端部には
被処理物装入部１１を備えており、ゴミ破砕装置１で破
砕された廃棄物Ｗが前記被処理物装入部１１から供給さ
れる。前記被処理物装入部１１から装入された廃棄物Ｗ
は、前記加熱手段１５により加熱されている回転胴１２
の内部で加熱されて熱分解され、水分Ｍ及び揮発成分Ｖ
が乾留ガスＧとなり、熱分解固形物Ｄが乾留残渣となる
（図７参照）。前記熱分解固形物Ｄは、固定炭素分Ｃ
と、僅かな揮発成分Ｖとを含有している。前記回転胴１
２の下流側端部には排出部１４を備えており、この排出
部１４で、前記熱分解固形物Ｄと前記乾留ガスＧとを分
離するように構成してある。

【０００４】前記排出部１４で前記乾留ガスＧから分離
された前記熱分解固形物Ｄは、一旦貯留された後、コン
ベア等の搬送手段によって搬送され、前記表面溶融炉２
０に投入される。前記表面溶融炉２０の主室２１内に投
入された熱分解固形物Ｄは、還元雰囲気に維持された前
記主室２１内で、別途投入される焼却灰等の不燃廃棄物
Ｗｎと共に、被溶融処理物として擂り鉢型の堆積表面２
５を前記主室２１内に形成する（図８参照）。前記被溶
融処理物の堆積表面２５には、前記バーナ２２ａから供
給される燃料Ｆの燃焼熱によって、前記主室２１内を約
１３００℃に加熱し、この炉内雰囲気温度によって前記
被溶融処理物中の不燃物が溶融した溶融層を形成する。
溶融して前記溶融層を形成した被溶融処理物中の不燃物
は、前記堆積表面２５に沿って流下し、前記主室２１の
下方のスラグ回収機構に向けて滴下する。

【０００５】前記乾留装置２で生成した前記乾留ガスＧ
は、前記主室２１に接続された燃料供給路４を経て前記
表面溶融炉２０の燃料ガスとして前記主室２１の加熱に
供される。前記バーナ２２ａには、別途他の燃料Ｆも供
給される。また、前記主室２１には空気予熱器２７で予
熱された一次燃焼用空気Ａ１を供給する一次空気供給路
２３が接続してあり、燃料Ｆと熱分解固形物Ｄとを一次
燃焼させる。前記主室内で前記燃料Ｆ及び熱分解固形物
Ｄが燃焼して生成する燃焼生成ガスＢは、前記堆積表面
２５の不燃物を溶融させた後、煙道６から後燃焼室７に
導かれ、前記空気予熱器２７で燃焼用の空気Ａを予熱す
る。予熱された燃焼用空気は、一次燃焼用空気Ａ１と二
次燃焼用空気Ａ２とに分けられ、前記二次燃焼用空気Ａ
２については、二次空気供給路２６から前記後燃焼室７
に導入されて、前記燃焼生成Ｂガスを完全燃焼させる。
前記燃焼生成ガスＢが完全燃焼した後の排ガスＥは、誘
引送風機８により煙突９に送り出される。

【０００６】ところで、図示のような構成の廃棄物処理
設備においては、前記乾留装置２で生成する熱分解固形
物Ｄの、前記乾留装置２から前記表面溶融炉２０への輸
送量を低減し、且つ、前記表面溶融炉２０の操業条件を
安定化させるために、前記乾留装置２における乾留処理
を十分に行うようにしていた。例えば、前記乾留キルン
１０を用いる場合には、前記回転胴１２を４５０℃以上
に加熱して、乾留処理温度を高め、前記炉の出口１３に
おける乾留ガスＧの温度を、ほぼ４５０℃に維持し、前
記回転胴１２内で前記廃棄物Ｗを十分乾留し、前記乾留
キルン１０から排出される熱分解固形物Ｄの量を少な
く、且つ、極力均質化することが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の廃棄物処理
設備においては、高温度下で乾留処理を行っているか
ら、前記乾留装置２から排出される熱分解固形物Ｄに含
有される揮発分は少なく、前記熱分解固形物Ｄの排出量
も少ない。従って、前記熱分解固形物Ｄの搬送は容易で
あるが、殆どが固定炭素分で構成される前記熱分解固形
物Ｄは、その燃焼速度が低く、前記表面溶融炉２０にお
ける未燃固定炭素分の排出を招くおそれを有している。
しかも、前記表面溶融炉２０における燃料Ｆとして前記
乾留装置２からの乾留ガスＧを用いてはいるが、前記乾
留ガスＧには前記廃棄物Ｗ中の水分を含有しており、そ
の水分のために前記乾留ガスＧの燃焼温度が十分に高く
ならない場合がある。しかも、前記バーナ２２ａからの
燃料Ｆの発熱量は、前記主室２１内の雰囲気の加熱に供
されるので、前記熱分解固形物Ｄ以外の不燃廃棄物Ｗｎ
の投入量が多い場合には、被処理物に対する加熱効率が
十分には高くならない場合がある。そこで、前記主室２
１内の温度が１３００℃よりも低下する場合には、この
熱量不足を補うために、前記バーナ２２ａには、有用な
燃料Ｆも別途供給されるのである。このように、燃料資
源上の問題を有している。この対策として、前記乾留ガ
スＧを脱水することも提案されているが、このためには
別途付属設備を必要とし、設備が複雑になり、且つ大き
くなるという問題がある。そこで、本発明の廃棄物処理
設備の操業方法及び廃棄物処理設備は、上記の問題点を
解決し、付属設備を設けることなく表面溶融炉における
熱効率を改善して、前記表面溶融炉内における被溶融処
理物の溶融を安定化する手段を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔第１特徴手段〕上記の
目的のための本発明の廃棄物処理設備の操業方法の第１
特徴手段は、請求項１に記載の如く、熱分解固形物中に
おける揮発成分に対する固定炭素分の重量比として定義
される燃料比を所定の範囲に維持するように、乾留装置
における廃棄物の乾留条件を調節して、前記揮発成分を
有する熱分解固形物を搬送装置によって前記表面溶融炉
に投入する点にある。 〔第１特徴手段の作用効果〕上記第１特徴手段によれ
ば、乾留設備からで他熱分解固形物をそのまま表面溶融
炉に投入し、前記表面溶融炉内では被溶融処理物が自燃
溶融するから、前記表面溶融炉における熱効率を改善で
きる。つまり、前記熱分解固形物が、所定比率で揮発成
分を含有するように乾留条件を調節し、そのまま前記表
面溶融炉に投入するから、投入された熱分解固形物は、
前記表面溶融炉内で自燃するのである。例えば、乾留装
置からの熱分解固形物を搬送する搬送装置を表面溶融炉
に直結しておけば、前記熱分解固形物が冷めない間に表
面溶融炉に投入でき、所要加熱熱量を低減できる。従っ
て、被溶融処理物の内部で発熱するから、熱効率は高
く、外部から加熱すべき熱量を低減できる。 〔第２特徴手段〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の操業方法の第２特徴手段は、請求項２に記載の
如く、前記第１特徴手段における燃料比を０．５以上
１．５以下に維持する点にある。 〔第２特徴手段の作用効果〕上記第２特徴手段によれ
ば、上記第１特徴手段の作用効果に加えて、被溶融処理
物中の揮発成分が多く、自燃による発熱量が高いから、
別途の加熱を必要としなくなる。つまり、平面溶融炉内
において被溶融処理物の被加熱温度が１３００〜１４０
０℃の範囲内に加熱されれば、前記被溶融処理物は自燃
し、且つ、その中の不燃物を溶融できる。実験によって
異なる条件で乾留処理した廃棄物の熱分解固形物を燃焼
させた際の燃焼温度を求めた結果を整理して、こうした
条件を満足する燃料比を求めたものが図３であり、この
点は発明者の実験によって得た知見である。同図から、
燃料比が０．５以上１．５以下であれば、上記温度条件
を満足することが判る。因みに、燃料比が０．５未満に
なると、熱分解固形物の表面が粘着性を有するようにな
り、取り扱いにくくなる。尚、燃料比とは、石炭技術分
野における用語であり、熱分解固形物中の固定炭素分の
重量を揮発成分の重量で除したものである。 〔第３特徴手段〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の操業方法の第３特徴手段は、請求項３に記載の
如く、前記第２特徴手段における乾留装置として外熱型
の乾留キルンを用い、前記乾留キルンを加熱する熱源に
炉内からの乾留ガスの燃焼熱を用いる点にある。 〔第３特徴手段の作用効果〕上記第３特徴手段によれ
ば、上記第２特徴手段の作用効果に加えて、乾留装置に
おける加熱熱源として、他の熱源に頼らず、廃棄物の乾
留によって得られる乾留ガスの燃焼熱を用いることがで
きる。例えば、前記乾留ガスを燃焼させて、その燃焼熱
で高温になった燃焼ガスを、乾留装置において廃棄物を
加熱する熱源とすることができる。このようにすれば、
前記乾留ガスがすでに高温であるから、廃棄物を乾留す
る温度にまで流体温度を高めるのに必要とする熱量は小
さく、前記乾留ガスの使用量である燃料消費量を低く抑
えることができる。 〔第４特徴手段〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の操業方法の第４特徴手段は、請求項４に記載の
如く、前記第３特徴手段における乾留条件を調節するの
に、乾留キルンの出口における乾留ガス温度が所定範囲
内になるように調節する点にある。 〔第４特徴手段の作用効果〕上記第４特徴手段によれ
ば、上記第３特徴手段の作用効果を奏する中で、燃料比
を、０．５以上１．５以下に容易に調節できる。つま
り、燃料比は、熱分解固形物を分析しなければ求められ
ないが、発明者等は実験結果から、例えば図４に示すよ
うに、廃棄物の熱分解温度と熱分解固形物の燃料比との
間に特定の関係が存するることを知見したのである。実
際には、熱分解温度が低ければ、廃棄物の熱分解が進ま
ず、揮発成分も蒸散しないで熱分解固形物中に留まるか
ら、前記熱分解固形物の燃料比は低くなり、熱分解温度
が高くなるほど廃棄物の熱分解が進み、揮発成分は次第
に蒸散し、極度に熱分解温度を高めれば、揮発成分がほ
ぼ完全に蒸散し、燃料比が幾何級数的に大きくなる。そ
こで、乾留キルン出口の乾留ガスの温度を熱分解温度の
目安とするのである。 〔第５特徴手段〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の操業方法の第５特徴手段は、請求項５に記載の
如く、前記第４特徴手段における乾留ガス温度を、３９
０℃以上４３０℃以下に調節する点にある。 〔第５特徴手段の作用効果〕上記第５特徴手段によれ
ば、上記第４特徴手段の作用効果を奏しながら、燃料比
を０．７〜１．５の範囲内に維持できる。例えば図４に
示した、廃棄物の熱分解温度と熱分解固形物の燃料比と
の間の特定の関係に見るように、３５０℃以上になる
と、燃料比が熱分解温度の上昇に伴って急激に大きくな
る。尚、熱分解温度を約３５０〜４３０℃の範囲内に維
持すれば、前記燃料比は、０．５〜１．５の範囲内とな
る。

【０００９】〔第１特徴構成〕上記の目的のための本発
明の廃棄物処理設備の第１特徴構成は、請求項６に記載
の如く、乾留装置を、回転胴の外部から加熱流体により
加熱する加熱手段を備えた外熱型の乾留キルンとし、前
記乾留キルンからの熱分解固形物を搬送して、表面溶融
炉に投入する搬送装置を設けると共に、前記乾留キルン
出口における乾留ガス温度を検出自在な温度検出手段を
設けて、前記温度検出手段で検出した乾留ガス温度に基
づき、前記乾留キルンにおける乾留条件を調節する乾留
制御手段を設けてある点にある。 〔第１特徴構成の作用効果〕上記第１特徴構成は、前記
第２特徴手段及び第４乃至第５特徴手段を実現できる構
成である。つまり、回転胴内で加熱される廃棄物の熱分
解温度を、前記回転胴出口の乾留ガス温度により代替で
きるから、この乾留ガス温度を所定範囲内に維持すれ
ば、熱分解固形物の燃料比を、所定の範囲内に収め得る
のである。例えば、上記第５特徴手段の作用効果の説明
に示したように、前記乾留ガス温度を３５０〜４３０℃
に維持すれば、生成する熱分解固形物の燃料比を、０．
５〜１．５の範囲内に維持できるようになるのである。
前記燃料比を、０．７〜１．５の範囲内に維持するに
は、前記乾留ガス温度を３９０〜４３０℃の範囲内に維
持すればよい。 〔第２特徴構成〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の第２特徴構成は、請求項７に記載の如く、前記
第１特徴構成における加熱流体を加熱する加熱器を設け
て、前記乾留ガスを導く燃料管を前記加熱器に接続し
て、前記加熱流体を前記乾留ガスの燃焼熱で加熱するよ
うに構成してある点にある。 〔第２特徴構成の作用効果〕上記第２特徴構成は、上記
第３特徴手段を実施できる構成である。つまり、前記第
１特徴構成の作用効果に加えて、乾留キルンを加熱する
熱源としての加熱流体は、乾留ガスの燃焼熱を用いて昇
温されるので、外部熱源を殆ど必要としない。また、燃
焼熱を用いるから、前記乾留ガスの温度以上に回転胴を
加熱できる。従って、熱分解固形物の燃料比を所定の範
囲に容易に調節できる。 〔第３特徴構成〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の第２特徴構成は、請求項８に記載の如く、前記
第１特徴構成又は前記第２特徴構成における乾留制御手
段を、前記加熱流体の温度を調節するように構成してあ
る点にある。 〔第３特徴構成の作用効果〕上記第３特徴構成によれ
ば、上記第１特徴構成又は第２特徴構成の作用効果に加
えて、廃棄物の乾留温度を容易に調節できるようにな
る。つまり、回転胴の温度によって、前記回転胴内の廃
棄物の加熱温度を調節するのである。従って、簡単な制
御機構により、熱分解固形物の燃料比を所定範囲内に制
御できる。 〔第４特徴構成〕上記の目的のための本発明の廃棄物処
理設備の第４特徴構成は、請求項９に記載の如く、前記
第１特徴構成〜第３特徴構成の何れかにおける乾留制御
手段を、前記回転胴の回転速度を調節するように構成し
てある点にある。 〔第４特徴構成の作用効果〕上記第４特徴構成によって
も、上記第１特徴構成又は第３特徴構成の作用効果に加
えて、廃棄物の乾留温度を容易に調節できるようにな
る。つまり、回転胴の回転速度を変化することにより、
前記廃棄物の炉内滞留時間を調節できるから、廃棄物の
特性に応じた乾留制御ができるのである。例えば、水分
を多く含有する廃棄物であれば、その水分蒸発に時間を
要し、且つ、水分の蒸発潜熱を奪うから、炉内滞留時間
を長くすることが好ましいのである。また、上記第３特
徴構成における作用効果を奏する中で、より厳密に前記
乾留温度を調節できる。つまり、加熱温度と共に、炉内
滞留時間を制御できるのである。従って、確実に熱分解
固形物の燃料比を制御できるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】上記本発明の廃棄物処理設備及び
その操業方法の実施の形態の一例について、以下に、図
面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る廃棄物
処理設備の構成説明図である。尚、前記従来の技術にお
いて説明した要素と同じ要素並びに同等の機能を有する
要素に関しては、先の図６乃至図８に付したと同一の符
号を付し、詳細の説明の一部は省略する。

【００１１】廃棄物処理設備は、図１に示すように、廃
棄物を熱分解処理する乾留装置２と、その乾留装置２で
生じた熱分解固形物Ｄを溶融処理する表面溶融炉２０と
で構成してある。そして、前記乾留装置２と前記表面溶
融炉２０との間に、前記乾留装置２からの前記熱分解固
形物Ｄを、前記表面溶融炉２０に直接投入する搬送装置
３を設ける。前記表面溶融炉２０からの燃焼生成ガスＢ
を煙突９に導く煙道６には、後燃焼室７、空気予熱器２
７、ガス冷却塔２８、濾過式の除塵装置２９、排ガス浄
化装置３０、誘引送風機８が順に配置し、順次各設備を
経由して前記表面溶融炉２０からの排出ガスを、前記誘
引送風機８で煙突に向けて送り出すように構成する。前
記後燃焼室７には、二次空気供給路２６を接続する。ま
た、前記空気予熱器２７には、燃焼用空気を流通する熱
交換部を設ける。前記表面溶融炉２０の主室２１で生成
した前記燃焼生成ガスＢは、前記後燃焼室７で二次燃焼
用空気Ａ２の供給を受けて完全燃焼する。完全燃焼した
後の排ガスＥは、燃焼用空気Ａを予熱し、その後、前記
ガス冷却塔２８でダイオキシン生成温度領域を通過して
１５０℃程度まで急速に冷却する。前記ガス冷却塔２８
出口後の煙道６内では冷却後の排ガスＥに消石灰粉末を
添加して、前記排ガスＥ中の塩酸を消石灰と反応させて
固体化する。後続の前記除塵装置２９では、前記排ガス
Ｅから飛灰その他の同伴固形物と、前記塩酸を固定した
消石灰粉末を捕捉する。さらに、前記排ガス浄化装置３
０で、除塵後の排ガスＥを洗浄して、前記排ガスＥ中の
窒素酸化物等を除去する。尚、前記表面溶融炉２０に
は、不燃廃棄物Ｗｎの装入設備を設けて、前記熱分解固
形物Ｄを燃料として、不燃廃棄物Ｗｎの溶融処理をも可
能に構成しておくとよい。

【００１２】前記乾留装置２は、回転胴１２の外部から
加熱流体Ｈにより加熱する加熱手段１５を備えた外熱型
の乾留キルン１０で構成する。前記加熱手段１５に加熱
流体Ｈを供給する加熱流体供給路１６には、前記加熱流
体Ｈを燃料の燃焼熱により加熱する加熱器１７として、
乾留ガス燃焼器１７Ａを設けて、前記乾留ガス燃焼器１
７Ａに燃料Ｆを供給する燃料管１８を前記乾留キルン１
０の排出部１４に接続し、前記乾留ガスＧを、前記燃料
Ｆとして前記乾留キルン１０から直接供給するようにす
る。このように、前記乾留キルン１０から前記表面溶融
炉２０に前記乾留ガスＧを直接供給することで、前記乾
留ガスＧの保有熱を有効に活用できる。この乾留ガス燃
焼器１７Ａでは、前記乾留ガスＧが燃焼することで生成
する加熱流体Ｈとしての排ガスの温度を高める加熱器の
役割を果たすものである。尚、前記加熱器１７への前記
乾留ガスＧの供給量を調整可能に構成して、余剰の乾留
ガスＧは、前記表面溶融炉２０からの燃焼生成ガスＢを
後燃焼室７に導く煙道６内に放出するように構成してあ
ることが好ましい。ここで、前記表面溶融炉２０の主室
２１に燃料Ｆを供給する燃料供給路４への入り口に前記
乾留ガスＧからオイル分を分離するオイル分離装置を設
けて、分離したオイルを前記燃料供給路４に供給するよ
うにすれば、前記主室２１内での燃料Ｆの発熱量を高め
ることができる。

【００１３】前記乾留キルン１０には、廃棄物Ｗの乾留
条件を調節する乾留制御手段１９を設ける。また、前記
乾留キルン１０の出口である前記排出部１４には、回転
胴１２内からの乾留ガスＧの温度を検出自在な温度検出
手段１９ａを設ける。前記乾留制御手段１９は、前記温
度検出手段１９ａで検出した乾留ガス温度に基づき、前
記加熱器１７の加熱条件を調節して、前記加熱流体Ｈの
温度を通常は５００〜５５０℃の範囲内に調節し、前記
乾留キルン１０における乾留条件を調節するように構成
する。つまり、この加熱流体Ｈの温度は、前記乾留ガス
温度を所定範囲内に維持するように調節するのである。
前記乾留ガス温度の好適な範囲は、３９０〜４３０℃で
ある。さらに、前記乾留制御手段１９を、前記回転胴１
２の回転駆動装置（図示省略）をも制御して、前記回転
胴１２の回転速度を調節するように構成する。これは、
前記乾留キルン１０の被処理物装入部１１に装入された
廃棄物Ｗの乾留に要する時間が、装入される廃棄物の質
により異なる場合があるためと、急速に攪拌して加熱す
ることで、廃棄物の乾留が促進できる場合があるからで
ある。後者の場合には、前記加熱流体Ｈの温度を通常よ
りも高くする場合がある。こうした乾留条件の調節は、
排出される熱分解固形物Ｄの、前記熱分解固形物Ｄ中に
おける揮発成分Ｖに対する固定炭素分Ｃの重量比として
定義される燃料比を所定の範囲に維持することが目的で
ある。

【００１４】前記燃料比の好適な範囲は、０．５以上
１．５以下である。この燃料比の範囲内であれば、前記
熱分解固形物Ｄは、十分に揮発成分を有する状態で前記
表面溶融炉２０に装入され、前記乾留キルン１０から排
出されたままの温度を保有するから、装入された熱分解
固形物Ｄが、前記表面溶融炉２０の主室２１に供給され
る一次燃焼用空気Ａ１に接することで自燃して、共に装
入された不燃性廃棄物Ｗや、前記熱分解固形物Ｄ中の可
燃物分が燃焼して生成する灰等の不燃物を、他に燃料を
用いなくても溶融できる。また、表面に粘着性のない状
態で前記表面溶融炉２０に装入されるから、前記主室２
１内に擂り鉢型の堆積表面２５を形成することが阻害さ
れず、前記表面溶融炉２０は、円滑に操業できる。

【００１５】以上のように構成した廃棄物処理設備にお
ける表面溶融炉２０の主室２１内での被溶融処理物の挙
動について以下に説明する。図２は炉内に装入された被
溶融処理物（これには、乾留キルン１０からの熱分解固
形物Ｄと、別に装入された飛灰等の不燃廃棄物Ｗｎとが
混在している。）の熱分解挙動を示す炉の要部の断面図
である。前記表面溶融炉２０の主室２１は、円筒状の内
周壁を立設してある固定天井部２２と、前記内周壁との
間に間隔を隔てて、前記内周壁と同心に配置された周壁
部２４ａをを備えて、炉底部２４ｂを有する回転部２４
との間の空間で形成される。前記回転部２４は、その周
壁部２４ａの軸芯回りに回転駆動される。その回転部２
４には、回転軸心の位置にスラグホール２４ｃを形成し
てある。

【００１６】炉内には、前記乾留キルン１０からの熱分
解固形物Ｄが、排出部１４で選別されて、金属類を分離
した後、搬送装置３によって直接に、連続して前記表面
溶融炉２０の装入機構（図示省略）に投入され（図１参
照）、その傍ら、収集された焼却灰等の不燃廃棄物Ｗｎ
が、間欠的に前記装入機構に被溶融処理物として投入さ
れる。前記被溶融処理物は、何れも、前記固定天井部２
２の内周壁と前記周壁部２４ａとの間に形成される装入
空間から炉内に装入される。前記周壁部２４ａが前記固
定天井部２２に対して相対回転するために、装入された
被溶融処理物の堆積層の内表面は、前記内周壁の下端部
から内側の炉底部２４ｂ上に堆積し、擂り鉢状の堆積表
面２５を形成して、その状態を維持しながら、前記装入
空間内の被溶融処理物は炉内に向けて下降する。

【００１７】前記堆積表面２５上の空間は前記堆積層で
上方を封止されて、閉鎖空間を形成する。この主室２１
内の閉鎖空間内に、バーナ２２ａから点火用燃料が供給
され、一次空気ノズル２２ｂを経て一次空気供給路２３
からの一次燃焼用空気Ａ１が吹き込まれ、炉内で点火さ
れる。前記主室２１内が前記熱分解固形物Ｄ中の揮発成
分Ｖの着火温度に達すると、前記熱分解固形物Ｄが燃焼
を始め、ほぼ１３００℃に達すると、前記熱分解固形物
Ｄは、外部からの加熱を必要とせずに燃焼を続けるよう
になる。つまり、前記熱分解固形物Ｄが自燃を始めるの
である。この燃焼過程は、還元性雰囲気、即ち酸素不足
雰囲気で行われる。この過程を図２に沿って説明する
と、前記堆積表面２５の前記不燃廃棄物Ｗｎ中の水分Ｍ
が先ず蒸散し、温度が高まるに従って、前記熱分解固形
物Ｄがさらに熱分解して、含有する揮発成分Ｖを放出す
る。この揮発成分Ｖは、熱分解した低沸点の有機物（例
えばＣｎＨｍ）や、部分酸化により生成する一酸化炭素
や、水素などを含んでいる。前記熱分解固形物Ｄの熱分
解残渣は、次第に固定炭素分Ｃを多く含むようになり、
ついには、全てが固定炭素分Ｃとなる。この固定炭素分
Ｃも高温の状態で前記一次燃焼用空気Ａ１に接して、固
体燃焼を続けて一酸化炭素を生成し、灰分のみを残すよ
うになる。この過程で、前記熱分解固形物Ｄが燃焼して
生成した灰分や前記不燃廃棄物Ｗｎが溶融して、前記堆
積表面２５上に溶融層を形成し、溶融スラグ化する。こ
の溶融スラグＳは主として珪素酸化物、アルミニウム酸
化物、カルシウム酸化物等で形成される。生成した溶融
スラグＳは、前記スラグホール２４ｃから下方のスラグ
ピット（図示省略）に向けて滴下する。一方、一部酸化
した前記揮発成分Ｖは、前記スラグホール２４ｃから前
記スラグピットへの経路から分岐した煙道６を経て後燃
焼室７に向けて排出される。

【００１８】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記実施の形態に於いては、乾留装置２を、回転
胴１２の外部から加熱流体Ｈにより加熱する加熱手段１
５を備えた外熱型の乾留キルン１０で構成した例につい
て説明したが、前記乾留装置２は、他の形式のものであ
ってもよい。例えば、旋回羽で順次下方の棚に掻き落と
していくように構成した多段の縦型炉で乾留装置を構成
してもよく、また、流動層炉で乾留装置を構成してもよ
い。 〈２〉上記実施の形態に於いては、加熱手段１５に加熱
流体Ｈを供給する加熱流体供給路１６に加熱器１７をと
して、乾留ガス燃焼器１７Ａ設けて、燃料Ｆを供給する
燃料管１８を前記乾留キルン１０の排出部１４に接続
し、前記乾留ガスＧを、前記燃料Ｆとして前記乾留キル
ン１０から直接供給するように構成した例について説明
したが、前記加熱器１７を燃焼器を備える熱交換器と
し、例えば空気予熱器２７出口の排ガスＥを導入して、
前記乾留ガスＧを燃焼させて加熱し、前記加熱した排ガ
スＥを加熱流体Ｈとするようにしてもよい。また、他の
手段により前記加熱流体Ｈを加熱するようにしてもよ
い。さらに、空気予熱器２７に高温の熱交換器を設け
て、所定温度に加熱された空気を前記加熱流体Ｈとして
用いてもよい。 〈３〉上記実施の形態に於いては、バーナ２２ａに供給
する燃料に、乾留ガスＧを用いる例を図示して説明した
が、前記バーナ２２ａに供給する燃料Ｆは重油であって
もよい。上述のように、燃料消費量が低減できるからで
ある。 〈４〉上記実施の形態に於いては、乾留制御手段１９
を、温度検出手段１９ａで検出した乾留ガス温度に基づ
き、加熱流体Ｈの温度を通常は５００〜５５０℃の範囲
内に調節し、且つ、回転胴１２の回転速度をも制御する
ように構成する例について説明したが、前記加熱流体Ｈ
の温度を高めに設定し、その流量を調節するようにして
あってもよく、前記回転胴１２の回転速度は所定速度に
してあってもよい。 〈５〉上記実施の形態に於いては、乾留装置２と表面溶
融炉２０との間に、前記乾留装置２からの熱分解固形物
Ｄを、前記表面溶融炉２０に直接投入する搬送装置３を
設ける例について説明したが、従来の技術の項で説明し
たように、排出部１４で乾留ガスＧから分離された前記
熱分解固形物Ｄを金属等を選別分離して一旦貯留した
後、車両等の搬送手段によって搬送するようにしてもよ
い。 〈６〉上記実施の形態に於いては、表面溶融炉２０を、
固定天井部２２と回転部２４とを備えるものとして構成
する例について説明したが、固定された周壁部に対して
天井部が相対回転するように構成したものでもよく、ま
た、両者とも相対的に回転に対して固定した構成であっ
てもよい。

【００１９】

【実施例】上述の溶融処理過程で、前記熱分解固形物Ｄ
が自燃溶融を維持させる条件について調べた。特定のゴ
ミを乾留処理炉で処理し、異なる燃料比の熱分解固形物
Ｄを生成させ、夫々を、２０ｔｏｎ実証炉に装入して溶
融処理した。この場合、前記乾留処理炉の熱分解固形物
Ｄを取り出す排出部１４と前記実証炉の被溶融処理物装
入口とは直結していない。試験結果は図５に示すよう
に、熱分解固形物Ｄの燃料比が大きいほど重油使用量は
多くなっており、燃料比が１．５以下であれば、重油消
費量は７０リットル／ｈに満たないという結果を得てい
る。殊に、燃料比が０．７以下であれば、起動時にバー
ナ２２ａから燃料を供給して炉内を昇温するだけで、そ
の後はバーナ２２ａを完全に停止しても、溶融処理を続
行できるという結果を得ている。従って、乾留装置の熱
分解固形物排出口を平面溶融炉の被溶融処理物装入口に
搬送装置で直結すれば、上記の７０リットル／ｈ未満の
重油の燃焼熱量に相当する程度は、上記実証炉の場合、
熱分解固形物の保有熱量で前記平面溶融炉に供給できる
から、前記燃料比を１．５以下にすれば、前記熱分解固
形物は、炉内で自燃溶融するといえる。

【００２０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃棄物処理設備の構成説明図

【図２】表面溶融炉内における熱分解固形物の挙動を説
明する要部断面図

【図３】燃料比と燃焼温度の関係を示す線図

【図４】熱分解温度と燃料比の関係を示す線図

【図５】表面溶融炉における熱分解固形物の溶融処理の
実施例効果を示す線図

【図６】従来の廃棄物処理設備の構成説明図

【図７】乾留キルンにおける廃棄物の熱分解挙動を説明
する要部縦断面図

【図８】平面溶融炉内における被溶融処理物の挙動を説
明する要部縦断面図

【符号の説明】

２ 乾留装置 ３ 搬送装置 １０ 乾留キルン １２ 回転胴 １３ 乾留装置の出口 １５ 加熱手段 １７ 加熱器 １８ 燃料管 １９ 乾留制御手段 １９ａ 温度検出手段 ２０ 表面溶融炉 Ｃ 固定炭素分 Ｄ 熱分解固形物 Ｇ 乾留ガス Ｈ 加熱流体 Ｖ 揮発成分 Ｗ 廃棄物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 真司 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AA18 AB02 AB03 BA05 BA08 BA09 DA05 DA18 DA19 DB01 FA01 FA21 FA24 3K078 AA05 AA08 AA09 BA03 CA02 CA12 CA22

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を熱分解処理する乾留装置と、そ
   の乾留装置で生じた熱分解固形物を溶融処理する表面溶
   融炉とを有する廃棄物処理設備の操業方法であって、 前記熱分解固形物中における揮発成分に対する固定炭素
   分の重量比として定義される燃料比を所定の範囲に維持
   するように、前記乾留装置における廃棄物の乾留条件を
   調節して、前記揮発成分を有する熱分解固形物を搬送装
   置によって前記表面溶融炉に投入する廃棄物処理設備の
   操業方法。
2. 【請求項２】 前記燃料比を０．５以上１．５以下に維
   持する請求項１記載の廃棄物処理設備の操業方法。
3. 【請求項３】 前記乾留装置として外熱型の乾留キルン
   を用い、前記乾留キルンを加熱する熱源に炉内からの乾
   留ガスの燃焼熱を用いる請求項２記載の廃棄物処理設備
   の操業方法。
4. 【請求項４】 前記乾留条件を調節するのに、前記乾留
   キルンの出口における乾留ガス温度が所定範囲内になる
   ように調節する請求項３記載の廃棄物処理設備の操業方
   法。
5. 【請求項５】 前記乾留ガス温度を、３９０℃以上４３
   ０℃以下に調節する請求項４記載の廃棄物処理設備の操
   業方法。
6. 【請求項６】 廃棄物を熱分解処理する乾留装置と、そ
   の乾留装置で生じた熱分解固形物を溶融処理する表面溶
   融炉とを有する廃棄物処理設備であって、 前記乾留装置を、回転胴の外部から加熱流体により加熱
   する加熱手段を備えた外熱型の乾留キルンとし、 前記乾留キルンからの前記熱分解固形物を搬送して、前
   記表面溶融炉に投入する搬送装置を設けると共に、 前記乾留キルン出口における乾留ガス温度を検出自在な
   温度検出手段を設けて、 前記温度検出手段で検出した乾留ガス温度に基づき、前
   記乾留キルンにおける乾留条件を調節する乾留制御手段
   を設けてある廃棄物処理設備。
7. 【請求項７】 前記加熱流体を加熱する加熱器を設け
   て、前記乾留ガスを導く燃料管を前記加熱器に接続し
   て、前記加熱流体を前記乾留ガスの燃焼熱で加熱するよ
   うに構成してある請求項６記載の廃棄物処理設備。
8. 【請求項８】 前記乾留制御手段を、前記加熱流体の温
   度を調節するように構成してある請求項６又は７に記載
   の廃棄物処理設備。
9. 【請求項９】 前記乾留制御手段を、前記回転胴の回転
   速度を調節するように構成してある請求項６〜８の何れ
   か１項に記載の廃棄物処理設備。