JPH08507568A - 廃棄物の処理方法及び設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、廃棄物（Ａ）を乾留し、乾留ガス（ＳＧ）及び固形の乾留残滓物質（ＳＲ）を発生させて廃棄物（Ａ）を処理する方法及び設備に関する。乾留ガス（ＳＧ）は燃焼室（３）で燃焼され、乾留残滓物質（ＳＲ）は分離装置（５）で粗大片（ＧＲ）と微細片（ＦＲ）とに分離される。微細片（ＦＲ）は気化器（７）において気化され、その際合成ガス（ＳＹ）と溶融流動状のスラグ（Ｓ）が発生される。その際気化器（７）内にはその中に導入される不燃性の物質の溶融温度以上の温度が生じるようにされる。合成ガス（ＳＹ）は燃焼室（３）或いはガスエンジンの燃焼室（２０ａ）において燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】 廃棄物の処理方法及び設備 この発明は、廃棄物を乾留し、その際発生する乾留ガス及び固形の乾留残滓物 質のうち乾留ガスは燃焼し、乾留残滓物質は粗大片と微細片とに分離して廃棄物 を処理する方法に関する。さらにこの発明は、乾留ドラムに連通する廃棄物供給 装置と、乾留ドラムから分岐される乾留ガス排出管及び乾留残滓排出管とを備え 、乾留ガス排出管は煙道ガス出口を持つ燃焼室に接続され、乾留残滓排出管は粗 大片と微細片それぞれの排出管を備えた分離装置に接続されている廃棄物を処理 する設備に関する。 廃棄物を熱的に処理するためのこの種の方法及び設備はヨーロッパ特許第０３ ０２３１０号明細書により公知である。この設備は処理すべき廃棄物が投入され る乾留ドラムを備える。廃棄物はそこで乾留され、乾留ガスと固形の乾留残滓物 質が発生される。乾留ガスは直接燃焼室に導かれる。乾留残滓物質は粗大片と微 細片とに分別され、微細片は、必要に応じて粉砕されて、乾留ガスと同様に燃焼 室に投入される。そこで投入された物質は高温で燃焼される。その場合溶融流動 状のスラグが発生し、これは水槽に導かれる。さらに煙道ガスが発生し、この煙 道ガスは煙道ガス洗浄装置で浄化される。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８２８５３４号明細書によれば、乾留工程 後一部の乾留残滓物質を粉砕して塵として気化するようにした廃棄物の熱処理方 法が公知である。この場合気化器によってタービンを駆動する原料ガスと、高温 燃焼装置で燃焼される気化残滓物質とが放出される。気化器はこの場合原料ガス を得るためにのみ利用される。すべての固形の物質は気化器によって高温燃焼装 置に供給される。高温燃焼のための装置は、それ故、ちょうど乾留装置と高温燃 焼装置との間に気化器が介挿されていない場合と同じ大きさの寸法とされなけれ ばならない。 この発明の課題は、公知の方法に比較してコスト的に有利に実施することがで きる冒頭に挙げた種類の廃棄物の処理方法を提供することにある。さらに公知の 装置に比較してコスト的に有利に構成することができる冒頭に挙げた種類の廃棄 物の処理設備を提供しようとするものである。特に上述の方法及び／又は設備に おいてより少量の煙道ガスしか発生させないようにするものである。 コスト的に有利な方法を提供する課題は、この発明によれば、微細片がこれに 含まれる不燃性の物質の溶融温度以上の温度で気化され、その結果合成ガスと溶 融流動状のスラグを発生させ、この合成ガスが燃焼されることにより解決される 。 乾留残滓物質の微細片が先ず気化され、次いでその際生成された合成ガスのみ が燃焼されることにより、有利なことに、燃焼室は容量の小さいもので済むこと になる。即ち、既に気化プロセスにおいて、高温により微細片のすべての不燃性 の物質が溶融流動状となり、溶融流動状のスラグとして気化器から分離されるこ とが保証される。微細片の可燃性の物質、例えばすべての炭素を含む物質だけが 気化され、後に燃焼される。従って乾留残滓物質の微細片のスラグに相当する量 が燃焼室には達しない。なお、この発明による方法においては有利なことに専ら ガスのみが燃焼される。一方では固形の物質が燃焼されずにガスのみが燃焼され 、他方では比較的少量が燃焼されることにより、また僅かの煙道ガスしか発生せ ず、そしてこのガスも一般に浄化されて放出される。このことはこの発明による 方法の特別な長所である。 合成ガスは別々に、例えばまた乾留ドラムからの乾留ガスと共に燃焼される。 後者の場合、気化プロセスにおいてスラグが分離されるので小形でコスト的に有 利に構成されるただ一つの燃焼室しか必要とされない。 燃焼は例えば酸素を富化した空気を供給することで行われる。これにより燃焼 プロセスが改善される。なお純酸素を供給することもできる。 例えば乾留残滓物質の微細片には気化の際に酸素を富化した空気或いは純酸素 が供給される。これにより気化器には気化プロセスのために最適の温度が得られ る。酸素を富化した空気は例えば７０％酸素を含むことができる。気化のために 気化器内には約２０００℃の温度が与えられる。 酸素を富化した空気或いは純酸素が気化プロセスに供給されることにより、気 化器内には高い温度が外部からの比較的小さい熱エネルギーの供給で得られる。 それにもかかわらず気化は、適当に少量の空気或いは酸素が気化器に供給される ときには、酸素が欠乏していても行われる。 酸素が欠乏している状態での気化プロセスの後に合成ガスの大部分は一酸化炭 素からなり、このガスは引き続いて燃焼される。 例えば乾留ドラムから放出される乾留ガスは洗浄される。洗浄された乾留ガス はそれから燃焼され、洗浄の際分離されたスラッジは気化される。これによりた だ僅かな固形物質だけしか燃焼室に到達しないという長所が得られる。既に前置 接続された気化器に起因して燃焼室には乾留残滓物質の固形成分は供給されない 。燃焼室内ではガスだけが燃焼されるので、有利なことに、燃焼室は構成が簡単 かつ小形で、コスト的に有利ものでよい。 例えば合成ガスも燃焼前に洗浄され、その際分離されたスラッジは気化される 。このプロセス工程もまた燃焼室を固形物質から遠ざけるのに寄与し、これによ りコスト的に有利な１つの燃焼室で十分である。 合成ガス及び乾留ガスの燃焼の際に煙道ガスが生ずる。このガスから煙道ガス 洗浄の際に塵が除かれる。この塵は例えば元々存在している気化器に供給されそ こで気化される。これにより煙道ガスからの塵が溶融流動状のスラグに取り入れ られることが保証される。 溶融流動状スラグは例えば気化器から水槽に導かれる。そこでは環境に無害な 例えば建築材料として使用できる顆粒状スラグが生ずる。 合成ガスは例えばガスエンジンの燃焼室で燃焼される。このガスエンジンは例 えば電気エネルギーを取り出すための発電機を駆動する。発生した煙道ガスから は熱エネルギーが例えば熱交換器によって取り出される。電気及び／又は熱エネ ルギーは種々の用途に使用される。 コスト的に有利な廃棄物の処理設備を提供する課題は、この発明によれば、分 離装置の微細片排出管が気化器に接続され、この気化器から燃焼室に通ずる合成 ガス排出管及びスラグ排出管が分岐されることにより解決される。 気化器を介挿し、この気化器内の温度を溶融流動状のスラグが放出されるよう な高温とすることにより、乾留ガスの他に合成ガスのみが燃焼室に供給されると いう長所が得られる。それ故燃焼室は小形で、従ってまたコスト的に有利なもの でよいことになる。即ちこのことは、一方では乾留残滓物質の微細片の固形成分 が気化器において既に分離され、他方では燃焼室には殆どガスだけが供給される ということに帰因する。これはまた結果として僅かな量の煙道ガスしか発生せず 、しかもこのガスは、好ましくは浄化して、放出される。従って煙道ガス洗浄装 置も小形なものでよい。燃焼室は１つは乾留ガス用のものと、他の１つは合成ガ ス用のものとの２つの小形のものを設置することもできる。 気化器の合成ガス排出管は通常の燃焼室及び／又はガスエンジンの燃焼室に連 通している。このガスエンジンは電気エネルギーを発生させるために発電機に接 続されている。 乾留ドラムの乾留ガス排出管及び気化器の合成ガス排出管とは別々の燃焼室或 いは同一の燃焼室に連通することができる。 気化器は例えば酸素を富化した空気成いは純酸素のための供給管を備える。酸 素を供給することにより気化器内の高温が保証される。 乾留ドラムの乾留ガス排出管は第一のガス洗浄装置に接続され、この洗浄装置 からは浄化された乾留ガスのための配管とスラッジのための配管とが分岐されて いる。浄化された乾留ガス配管は燃焼室と、スラッジ配管は気化器と接続される 。これにより乾留ガスは燃焼室に入る前に浄化されることが保証される。分離さ れたスラッジは取り除かれ或いは特に乾留残滓物質の微細成分と共に気化器にお いて気化される。燃焼室はこれにより殆ど固形の物質から遠ざけられるので、燃 焼室の構成は簡単なものでよい。 気化器の合成ガス排出管は第二のガス洗浄器に接続され、この洗浄器からは浄 化された合成ガスのための配管が燃焼室に連通しまたスラッジのための配管が気 化器に帰還結合される。この手段によっても殆ど固形物質が燃焼室に到達しない ことが保証される。 燃焼室の煙道ガス出口には好ましくは煙道ガス洗浄装置が接続され、その塵出 口は例えば気化器に接続されている。これにより有利なことに煙道ガスからの塵 は気化器に投入され、そこで気化されない限り、溶融流動状のスラグに取り入れ られる。 煙道ガス出口には例えば熱交換器が、高温の煙道ガスから熱エネルギーを回収 するために後置接続される。 気化器のスラグ排出管は水槽に連通し、そこで例えば建築材料となる顆粒状溶 融物が形成される。 この発明による方法及び設備により、乾留残滓物質の微細片及び場合によって はスラッジ及び塵も先ず気化され、これにより可燃性の合成ガス及び顆粒状溶融 物が発生されるという利点が得られる。顆粒状溶融物は原材料として使用される 。合成ガスは別々に或いは乾留ドラムからの乾留ガスと共に燃焼される。固形物 質が燃焼される必要がないので、燃焼室は有利なことに構成が簡単で、小形でコ スト的に有利なものですむ。その結果発生される煙道ガスも少なく、小形の煙道 ガス洗浄装置を必要とするだけである。 この発明による方法を実施するための廃棄物処理設備の一実施例を図面を参照 して詳細に説明する。 処理すべき廃棄物Ａは廃棄物供給装置１ａを介して乾留ドラム１に供給される 。そこで廃棄物は乾留され、その際乾留ガスＳＧと乾留残滓物質ＳＲに分離され る。乾留ガス排出管２、２’は乾留ドラム１を燃焼室３に接続している。乾留残 滓物質排出管４は乾留ドラム１を分離装置５に接続しており、そこで乾留残滓物 質ＳＲは粗大片ＧＲと微細片ＦＲとに分離される。粗大片ＧＲは主として金属成 分、ガラス及び石を含んでいる。微細片ＦＲは主として炭素を含む乾留残滓物質 を含んでいる。分離装置５は篩として形成される。この分離装置５からは乾留残 滓物質ＳＲの粗大片ＧＲの排出管５ａ及び微細片ＦＲの排出管６が分岐している 。微細片ＦＲの排出管６は気化器７に接続されている。 気化器７はこの設備を作動させるためにのみ外部から加熱すればよい。運転中 供給された物質の一部の量が燃焼し、残っている炭素を含む物質の気化に必要な エネルギーを供給する。気化器７には給気管８を介して酸素を富化した空気Ｌ或 いは純酸素が供給される。これにより気化器７には２０００℃にもなる高い温度 が得られる。すべての不燃性の被供給物質の溶融温度以上であるこの温度におい て、供給された乾留残滓物質ＳＲの微細片ＦＲは溶融流動状のスラグＳと合成ガ スＳＹに変換される。供給される空気量は乾留残滓物質の量に比較して少量に保 たれるから、酸素の不足状態において気化が行われ、その結果合成ガスＳＹは主 として一酸化炭素からなる。溶融流動状スラグＳはスラグ排出管９を介して気化 器７から排出され、水槽１０に達し、そこで顆粒状溶融物が形成される。この顆 粒状溶融物は原材料として使用される。 合成ガスＳＹは気化器７を、燃焼室３に通じている合成ガス排出管１１を介し て離れる。燃焼室３において合成ガスＳＹはこの実施例では乾留ガスＳＧと共に 燃焼される。ガスＳＹとＳＧとをそれぞれ別々に燃焼することも可能である。燃 焼室３にはガスのみが供給されるので、燃焼室３はコスト的に有利な小形なもの で間に合わすことができる。燃焼室３には給気管１２を介して酸素を富化した空 気Ｌ^*或いは純酸素が供給される。燃焼室３においては完全燃焼が行われる。燃 焼室３の煙道ガス排出口３ａから煙道ガスＲＧのための煙道ガス排出管１３が分 岐され、この煙道ガス排出管は排熱蒸気発生器或いは熱交換器１４及び、塵排出 口１５ａを持つ煙道ガス洗浄装置１５を介して煙突１６に通じている。 乾留ドラム１の乾留ガス排出管２、２’には第一のガス洗浄器１７が配置され る。そこで分離されたスラッジＳＣＨはスラッジ排出管１８を介して気化器７に 到達する。第一のガス洗浄器１７からは、洗浄された乾留ガスＳＧＷが流れる乾 留ガス排出管２’が燃焼室３に分岐している。第一のガス洗浄器１７により燃焼 室３には乾留ガスＳＧの固形の不純物が入ることはない。合成ガスＳＹは燃焼室 ３の代わりに、別置の（破線で示した）合成ガス排出管１９、１９’を介してガ スエンジン２０の燃焼室２０ａに供給されそこで燃焼されるようにすることもで きる。二つの燃焼室３、２０ａで燃焼することも可能である。合成ガス排出管１ ９、１９’および合成ガス排出管１１にも第二のガス洗浄器２１を装着すること ができる。この場合洗浄された合成ガスＳＹＷは燃焼室２０ａもしくは３に達す る。これにより合成ガスＳＹに存在する固形成分が取り除かれ、燃焼室３或いは ガスエンジン２０に到達しない。これらの固形成分はスラッジＳＣとしてスラッ ジ排出管２２を介して気化器７に還流される。ガスエンジン２０は（図示されて いない）発電機を駆動する。ガスエンジン２０の煙道ガス排出口２０ｂから分岐 される（破線で示される）煙道ガス排出管２３は、放出された煙道ガスＲＧ’を 受け取る煙道ガス洗浄装置１５の入口に接続されている。煙道ガス洗浄装置１５ において分離された塵ＳＴ及びまた排熱蒸気発生器（熱交換器）１４において分 離された塵ＳＴは塵排出管２５、２４を介して気化器７に導かれる。 上述の設備により、燃焼室３及び／又はガスエンジン２０にはガスのみが供給 されるという利点が得られる。そこには固形物質は到達しない。従って燃焼室３ をコスト的に有利に構成できる。 ガスエンジン２０の使用は、気化器７を前置接続することによって初めて可能 である。というのはガスエンジン２０はガスでのみ運転されるからである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．廃棄物（Ａ）を乾留し、その際発生する乾留ガス（ＳＧ）及び固形の乾留残 滓物質（ＳＲ）のうち乾留ガス（ＳＧ）は燃焼し、乾留残滓物質（ＳＲ）は粗大 片（ＧＲ）と微細片（ＦＲ）とに分離して廃棄物（Ａ）を処理する方法において 、微細片（ＦＲ）はそれに含まれる不燃性の物質の溶融温度以上の温度において 気化され、その際発生する合成ガス（ＳＹ）及び溶融流動状のスラグ（Ｓ）のう ち合成ガス（ＳＹ）が燃焼されることを特徴とする廃棄物の処理方法。 ２．合成ガス（ＳＹ）が乾留ガス（ＳＧ）と共に燃焼されることを特徴とする請 求項１記載の方法。 ３．燃焼が酸素を富化された空気（Ｌ^*）を供給して行われることを特徴とする 請求項１又は２記載の方法。 ４．微細片（ＦＲ）が酸素を富化された空気（Ｌ）を供給して行われることを特 徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。 ５．乾留ガス（ＳＧ）が洗浄され、洗浄された乾留ガス（ＳＷＧ）が燃焼され、 洗浄の際に分離されたスラッジ（ＳＣＨ）が気化されることを特徴とする請求項 １乃至４の１つに記載の方法。 ６．合成ガス（ＳＹ）が洗浄され、洗浄された合成ガス（ＳＹ）が燃焼され、洗 浄の際に分離されたスラッジ（ＳＣ）が気化されることを特徴とする請求項１乃 至５の１つに記截の方法。 ７．合成ガス（ＳＹ）及び／又は乾留ガス（ＳＧ）の燃焼の際発生する煙道ガス （ＲＧ、ＲＧ’）から塵（ＳＴ）が除去され、この塵（ＳＴ）が気化されること を特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。 ８．溶融流動状のスラグ（Ｓ）が水槽（１０）に導入されることを特徴とする請 求項１乃至７の１つに記載の方法。 ９．合成ガス（ＳＹ）がガスエンジン（２０）に供給されることを特徴とする請 求項１乃至８の１つに記載の方法。 １０．合成ガス（ＳＹ）及び／又は乾留ガス（ＳＧ）の燃焼の際に発生する煙道 ガス（ＲＧ、ＲＧ’）から熱エネルギーが取り出されることを特徴とする請求項 １乃至９の１つに記載の方法。 １１．乾留ドラム（１）に連通する廃棄物供給装置（１ａ）と、乾留ドラム（１ ）から分岐される乾留ガス排出管（２）及び乾留残滓物質排出管（４）とを備え 、乾留ガス排出管（２、２’）は煙道ガス出口（３ａ）を持つ燃焼室（３）に接 続され、乾留残滓物質排出管（４）は粗大片（ＧＲ）と微細片（ＦＲ）それぞれ の排出管（５ａ、６）を備えた分離装置（５）に接続されているものにおいて、 分離装置（５）の微細片（ＦＲ）の排出管（６）が気化器（７）に接続され、こ の気化器（７）から燃焼室（３、２０ａ）に通ずる合成ガス排出管（１１、１９ 、１９’）及びスラグ排出管（９）が分岐されていることを特徴とする廃棄物の 処理設備。 １２．合成ガス排出管（１９、１９’）が気化器（３）からガスエンジン（２０ ）の燃焼室（２０ａ）に連通していることを特徴とする請求項１１記載の設備。 １３．乾留ドラム（１）の乾留ガス排出管（２、２’）及び気化器（７）の合成 ガス排出管（１１）が同一の燃焼室（３）に接続されていることを特徴とする請 求項１１又は１２記載の設備。 １４．気化器（７）に酸素を富化された空気（Ｌ）の給気管（８）が接続されて いることを特徴とする請求項１１乃至１３の１つに記載の設備。 １５．乾留ドラム（１）の乾留ガス排出管（２）がガス洗浄器（１７）に接続さ れ、この洗浄器（１７）から洗浄された乾留ガス（ＳＧＷ）のための乾留ガス排 出管（２’）及びスラッジ（ＳＣＨ）のためのスラッジ排出管（１８）が分岐さ れ、洗浄された乾留ガス（ＳＧＷ）のための乾留ガス排出管（２’）が燃焼室（ ３）に、スラッジ排出管（１８）が気化器（７）に接続されていることを特徴と する請求項１１乃至１４の１つに記截の設備。 １６．気化器（７）の合成ガス排出管（１９）がガス洗浄器（２１）に接続され 、このガス洗浄器（２１）から洗浄された合成ガス（ＳＹＷ）のための合成ガス 排出管（１９’）が燃焼室（２０ａ）に接続され、スラッジ（ＳＣ）のためのス ラッジ排出管（２２）が気化器（７）に接続されていることを特徴とする請求項 １１乃至１５の１つに記載の設備。 １７．燃焼室（３、２０ａ）の煙道ガス出口（３ａ、２０ｂ）に煙道ガス洗浄装 置（１５）が接続され、煙道ガス洗浄装置（１５）の塵出口（１５ａ）が気化器 （７）に接続されていることを特徴とする請求項１１乃至１６の１つに記載の設 備。 １８．燃焼室（３、２０ａ）の煙道ガス出口（３ａ、２０ｂ）に熱交換器（１４ ）が付設されていることを特徴とする請求項１１乃至１７の１つに記載の設備。 １９．気化器（７）のスラグ排出管（９）が水槽（１０）に導入されていること を特徴とする請求項１１乃至１８の１つに記載の設備。