JP2989351B2

JP2989351B2 - 廃棄物焼却方法

Info

Publication number: JP2989351B2
Application number: JP3309448A
Authority: JP
Inventors: 祐哉山畑; 誠河野; 伸幸筒井; 晴夫垂井
Original assignee: Mitsui Zosen KK
Current assignee: Mitsui Zosen KK
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH05141636A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物焼却方法に係
り、特に都市ごみ、産業廃棄物等、金属片などの不燃物
を含有する廃棄物を焼却処理して熱回収する廃棄物焼却
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、廃棄物を流動層炉で焼却して熱
を回収する、従来の廃棄物焼却方法を示す装置系統図で
ある。この装置は、焼却炉３０と、該焼却炉３０の底部
に設けられた、一次空気を供給する散気管３１と、該散
気管３１上に形成される流動層３２と、該流動層３２の
上方から廃棄物を導入する廃棄物導入管３３と、前記流
動層３２の上部の空塔部３４と、該空塔部３４に二次空
気を供給する二次空気供給管３５と、焼却炉３０の塔頂
部に連結されたボイラ３６と、前記焼却炉３０の底部か
ら抜き出された流動媒体（以下、単に砂という）３７と
不燃物３８とを分離する分離機３９と、分離された砂３
７を前記流動層３２に戻す砂戻し管４０とから主として
構成されている。廃棄物は廃棄物供給管３３から炉内に
供給され、流動層３２と混合して燃焼し、未燃分は空塔
部３４で二次空気と混合して燃焼する。燃焼ガスは、焼
却炉３０の塔頂部からボイラ３６に流入し、熱回収され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、空
びん、金属片、陶磁器片等（砂と大きさが大きく異なる
もの）を含む廃棄物を燃焼する場合、これら不燃物が流
動層内に蓄積して砂と一緒に流動することによる不都合
を防止するために、あらかじめ前処理によって不燃物を
分離しておく必要がある。また発熱量の大きな廃棄物を
焼却する場合は、廃棄物に同伴された金属等（砂と同程
度の大きさ）の不燃物の焼失または軟化を防止するた
め、一次空気の導入量を低減して砂の流動をマイルドに
し、比較的低温で焼却処理する必要がある。

【０００４】すなわち、上記従来技術には、不燃物をあ
らかじめ分離するための前処理工程が必要となり、処理
工程が煩雑になるという欠点がある。また低温燃焼した
場合、発生した多量の熱分解ガスが空塔部５４で二次空
気と接触して完全燃焼するので、局部的に高温（例えば
１０００℃以上）部分が生じ、ＮＯｘ濃度が高くなった
り、飛灰等が軟化して炉壁等に付着するという問題が生
じる。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、廃棄物に同伴される金属片等の不燃物の焼失お
よび飛灰の軟化を回避し、エネルギ回収効率の高い廃棄
物焼却方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め本発明は、廃棄物を熱分解炉で熱分解した後、循環型
流動層焼却炉に導入して焼却する廃棄物焼却方法におい
て、前記熱分解炉における熱分解を空気比０．２〜０．
７、熱分解温度４００〜７００℃で行い、不燃物を分離
した後、得られた熱分解ガスを前記循環型流動層焼却炉
に導入し、燃焼させることを特徴とする。

【０００７】

【作用】廃棄物を循環型流動層焼却炉に導入する前に、
あらかじめ熱分解炉で空気比０．２〜０．７、分解温度
４００〜７００℃で熱分解することにより、例えばアル
ミニウム等の金属片を焼失させることなく分離回収する
ことができる。また、不燃物を分離した熱分解ガスだけ
を後流の循環型流動層焼却炉に導入して燃焼することに
より、該循環型流動層内に、不燃物が混入することによ
る不都合を回避することができる。さらに循環型流動層
焼却炉では多量の砂が浮遊または搬送されるので熱移動
が良好となり、局部的な高温部分を生じることがなく、
飛灰の軟化および炉壁等への付着を防止することができ
る。

【０００８】本発明では、熱分解炉として不燃物を容易
に炉底から排出することができる、通常の流動層炉が好
ましく用いられるが、ロータリーキルン型炉、機械式ス
トーカー炉であってもよい。本発明において、熱分解炉
への空気供給量は、導入される可燃物に対する空気比が
０．２〜０．７の範囲になるように設定される。空気比
が０．２よりも小さいと熱分解炉における燃焼割合が小
さくなるために、流動層の温度を維持することができな
くなる。一方、０．７よりも大きくなると、炉内温度が
高くなり過ぎたり、廃棄物の大部分が熱分解炉内で燃え
てしまい、後流の循環型流動層の温度を維持することが
できなくなる。

【０００９】本発明において熱分解炉の炉内温度は、約
４００〜７００℃とされる。アルミニウム等の金属片を
不燃物として回収する場合は、６００℃以下にするとよ
いが、４００℃よりも低くすると可燃分の燃焼速度が低
くなり、炉内温度を一定に維持することが困難となる。
また、７００℃よりも高くしようとする場合、大部分の
可燃分を熱分解炉で燃焼し尽くす必要があるため、後流
の循環型流動層の温度が下がってその運転が難しくなる
という問題が生じる。一方、循環型流動層焼却炉の炉内
温度は、砂（流動媒体）の循環量、補助燃料の添加量等
を調節することによって８００〜９５０℃の範囲に調節
される。

【００１０】本実施例において、循環型流動層の循環す
る砂から熱を回収する熱交換器として外部熱交換器を有
するものが好適に使用されるが、例えば循環型流動層焼
却炉の上部を水冷壁で構成したような、外部熱交換器を
有しない熱交換器であってもよい。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す装置系統図
である。この装置は、流動層型の熱分解炉１と、該熱分
解炉１に連結された循環型流動層焼却炉１１とに大別さ
れ、前記熱分解炉１は、その底部に設けられた熱分解用
空気２を導入する散気管３と、該散気管３上に形成され
る流動層４と、該流動層４にその上方から廃棄物２７を
供給する廃棄物供給管５と、前記熱分解炉１の底部から
抜き出された、不燃物６と砂７とを分離する分離機８
と、該分離機８で分離回収された砂７を前記熱分解炉１
の流動層４に戻す砂戻し管９とから主として構成さてい
る。一方、前記熱分解ガスを燃焼する、循環型流動層焼
却炉１１は、前記熱分解炉１の上部と、熱分解ガスダク
ト１０を介してその下方部で連結されており、底部に配
置された、一次空気１２を導入する散気管１３と、該散
気管１３の上方に形成される循環型流動層１４と、該循
環型流動層１４に二次空気１５を供給する二次空気供給
管１６と、該循環型流動層焼却炉１１の頂部に連結さ
れ、砂１７と燃焼ガス１８とを分離するサイクロン１９
と、該サイクロン１９で分離された燃焼ガス１８から熱
を回収するボイラ２０と、前記砂１７の熱を回収する外
部熱交換器２１と、該外部熱交換器２１に設けられた過
熱管または蒸発管２８と、前記外部熱交換器２１に流動
化空気２２を導入する散気管２３と、熱が回収された砂
１７を前記循環型流動層焼却炉１１の下部に戻す砂戻し
管２４とから主として構成さている。２５は、補助燃料
２９の供給管である。また、前記熱分解ガスダクト１０
は、循環型流動層焼却炉１１内を流動する砂１７の浸入
を防止するために、該流動層炉に対して下向きに連結さ
れている。

【００１２】このような構成において、熱分解炉１の散
気管３から熱分解用空気（流動化空気）２が供給され、
前記熱分解炉１内に流動層４が形成される。廃棄物２７
は、廃棄物供給管５から炉内に導入され、図示省略した
点火装置で点火され、熱分解する。このとき、空気比は
可燃物に対して０．２〜０．７になるように、また熱分
解温度が４００〜７００℃になるように調整される。生
成した熱分解ガス２６は、塔頂部から熱分解ガスダクト
１０を経て後流の循環型流動層焼却炉１１にその底部か
ら流入する。循環型流動層焼却炉１１に流入した熱分解
ガス２６は、砂１７を搬送する一次空気１２および二次
空気１５と混合して完全燃焼する。燃焼熱によって加熱
された砂１７は後流のサイクロン１９に流入し、該サイ
クロン１９で燃焼ガス１８と分離される。分離された砂
１７は、外部熱交換器２１に流入してその顕熱が回収さ
れ、その後、砂戻し管２４を経て前記循環型流動層１４
に戻る。他方燃焼ガス１８は後流のボイラ２０に流入し
て熱回収される。

【００１３】ところで、前記廃棄物とともに熱分解炉１
に導入された不燃物６は、定量的に炉底から抜き出され
る砂７と一緒に炉外に抜き出され、分離機８で分離され
たのち廃棄または有効利用される。他方、回収された砂
７は砂戻し管９を経て前記流動層４に戻される。本実施
例によれば、７００℃以下で運転される熱分解炉１で得
られた熱分解ガス２６を後流の循環型流動層焼却炉１１
で燃焼することにより、アルミニウム等の金属片を焼失
することなく前記熱分解炉１の底部から容易に分離する
ことができる。また、循環型流動層炉１１には熱分解ガ
スだけが導入されるので、不燃物の蓄積または詰まり等
が生じることはない。さらに、循環型流動層焼却炉１１
内は砂１７が循環流動するので熱分解ガス２６と燃焼用
空気との混合が促進され、温度分布が均一となる。した
がって、酸素過剰率を低減できるとともに、飛灰等の軟
化が防止され熱回収率が向上する。

【００１４】本実施例において、砂（流動媒体）の顕熱
を回収する熱交換器として、外部熱交換器を使用したの
で、熱交換器の流動空気として、ＨＣｌ等の腐食成分を
含まないクリーンな空気を用いることができる。したが
って、蒸気温度を４００〜４５０℃まで高くすること、
すなわち蒸気条件を改善することにより、熱回収効率を
著しく向上させることができる。

【００１５】本実施例において、補助燃料供給管２５か
ら循環型流動層１４に供給される補助燃料として大きな
不燃物を含まない廃棄物を使用することもできる。次に
本発明の具体的実施例を説明する。実施例１図１の装置により、発熱量が４５００Ｋｃａｌ／ｋｇの
アルミニウム等の不燃物を多量に含む廃棄物、例えばカ
ーシュレッターダストを、熱分解炉１の流動層温度を５
５０℃、流動層の空気比を０．３として熱分解し、生成
した熱分解ガスを後流の循環型流動層焼却炉１１で、酸
素濃度６％、炉出口温度９００℃、熱回収蒸気圧力を２
５ａｔｍとして焼却したところ、循環型流動層焼却炉の
空気供給部の局部温度が９００℃であり、飛灰の軟化は
認められなかった。また熱回収蒸気温度は４００℃〜４
５０℃と高く、この回収熱量を用いて発電した時の電気
エネルギの回収率は２５％であった。また、アルミニウ
ム等の不燃物を焼失することなく、熱分解炉１の底部か
ら分離、回収することができた。

【００１６】比較例１従来の装置を用い、実施例１と同様の廃棄物を、熱分解
部の流動層温度５５０℃、流動層空気比０．３、熱分解
ガス焼却部の出口酸素濃度１２％、炉出口温度９００℃
で焼却処理したところ、空気供給部の局部温度は１１０
０℃となり、飛灰の軟化による炉壁等への付着が認めら
れた。また、熱回収蒸気温度は２８０℃と低く、この回
収熱によって得られた電気エネルギの回収率は１５％で
あった。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物をあらかじめ熱
分解炉で空気比０．２〜０．７、熱分解温度４００〜７
００℃で熱分解した後、熱分解ガスだけを循環型流動層
焼却炉に導入して燃焼することにより、アルミニウム等
の金属片を焼失させることなく回収することができ、ま
た飛灰を軟化させることなく、廃棄物を焼却処理するこ
とができ、エネルギ回収効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例を示す装置系統図で
ある。

【図２】図２は、従来技術を示す装置系統図である。

【符号の説明】

１…熱分解炉、２…熱分解用空気、３…散気管、４…流
動層、５…廃棄物供給管、６…不燃物、７…砂、８…分
離機、９…砂戻し管、１０…熱分解ダクト、１１…循環
型流動層焼却炉、１２…一次空気、１３…散気管、１４
…循環型流動層、１５…二次空気、１６…二次空気供給
管、１７…砂、１８…燃焼ガス、１９…サイクロン、２
０…ボイラ、２１…外部熱交換器、２２…流動化空気、
２３…散気管、２４…砂戻し管、２５…補助燃料供給
管、２６…熱分解ガス、２７…廃棄物、２８…過熱管ま
たは蒸発管、２９…補助燃料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者垂井晴夫岡山県玉野市玉３丁目１番１号三井造船株式会社玉野事業所内 (56)参考文献特開昭60−144512（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−61181（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−89281（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−184812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23G 5/50 F23G 5/027 F23G 5/00 115

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を熱分解炉で熱分解した後、循環
型流動層焼却炉に導入して焼却する廃棄物焼却方法にお
いて、前記熱分解炉における熱分解を空気比０．２〜
０．７、熱分解温度４００〜７００℃で行い、不燃物を
分離した後、得られた熱分解ガスを前記循環型流動層焼
却炉に導入し、燃焼させることを特徴とする廃棄物焼却
方法。