JPH0979547A - 廃棄物溶融処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物溶融炉内で生成する溶融スラグを保温
するための副次的なエネルギー資源の消費を抑制した廃
棄物溶融処理装置を提供する。 【構成】 廃棄物を熱分解した後に燃焼する燃焼溶融帯
１ｃから排出されるスラグ回収するスラグ回収装置４を
備えてなる廃棄物溶融炉１と、前記廃棄物溶融炉１にお
ける発生ガスを燃焼させるガス燃焼装置７と、その廃ガ
スを廃ガス処理装置９に導く廃ガス路８とを備えてある
廃棄物溶融処理装置の、前記廃棄物溶融炉１のスラグ排
出部３における溶融スラグの流出方向に、前記燃焼溶融
帯１ｃにおける燃焼排ガスの一部を吸引するためのガス
吸引口１０ａを設けるとともに、前記吸引した燃焼排ガ
スを前記廃ガス路８に送り出すための吸引送風機１０ｃ
を備えたガス導出路１０を設けて、前記ガス吸引口１０
ａと前記廃ガス路８とを接続してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物溶融処理装置に
関し、詳しくは、投入された廃棄物を熱分解する熱分解
帯と、前記熱分解帯で熱分解された廃棄物を燃焼溶融す
る燃焼溶融帯を上下に配し、前記燃焼溶融帯から排出さ
れる溶融スラグを水冷回収するスラグ回収装置を備えて
なる廃棄物溶融炉と、前記廃棄物溶融炉における発生ガ
スを燃焼させるガス燃焼装置と、前記ガス燃焼装置から
の廃ガスを廃ガス処理装置に導く廃ガス路とを備えてあ
る廃棄物溶融処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ゴミを始め雑多な廃棄物を一
括処理する廃棄物溶融炉が提案されている。係る廃棄物
溶融炉は、竪型炉の上部から順に、乾燥帯、熱分解帯、
燃焼溶融帯という三つの処理帯を配設して構成してあ
り、炉の上方から投入された廃棄物は、約３００℃から
５００℃に維持される余熱乾燥帯で余熱乾燥され、約５
００℃から８００℃に維持される熱分解帯で廃棄物に含
まれる有機物がメタン、水素、一酸化炭素等の可燃性ガ
スに熱分解され、約１５００℃に維持される燃焼溶融帯
で溶融処理されるものである。前記燃焼溶融帯では、炉
の上方から廃棄物が投入され、熱分解し、高い温度にさ
らされている熱分解残渣の可燃分が、羽口から供給され
る空気もしくは酸素富化ガスにより急激に燃焼反応して
高温高熱を発し、この熱により無機分が溶融処理され、
同時にその熱が、燃焼排ガスの上昇に伴って、前記熱分
解帯における熱分解のために供され、さらに前記乾燥帯
における乾燥のために供される。前記溶融処理されてス
ラグ化した廃棄物は溶融スラグとして前記燃焼溶融帯の
下部のプールに溜まり、スラグ排出部から排出され、そ
の下方に配設されたスラグ回収装置の水冷槽内に滴下
し、冷却固化されて回収される。係る廃棄物溶融炉で生
じた発生ガスを燃料ガスとして、煙道を介してガス燃焼
ボイラへ供給し、該ガス燃焼ボイラで生成された蒸気を
蒸気発電装置等の施設で利用する廃棄物溶融処理装置が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の廃棄物
処理装置では、前記スラグ排出部から滴下する高温の前
記溶融スラグを水冷する前記水冷槽から水蒸発が発生
し、その水蒸気が前記スラグ排出部を冷却し、前記滴下
しようとする前記溶融スラグが冷却されて固化し、前記
スラグ排出部の溢出口３ｂ等を閉塞する。これを防止す
るために、前記滴下しようとする前記溶融スラグに向け
て、ＬＰＧ、油等の補助燃料を燃焼してその燃焼熱によ
り前記溶融スラグを保温し、前記閉塞を防止することが
行われている。このような廃棄物溶融処理装置において
は、補助燃料を消費するので、エネルギー資源消費上の
問題があった。そこで、本発明は、上記の問題点を解決
し、廃棄物溶融炉内の燃焼ガスの熱を利用して前記溶融
スラグを保温し、固化閉塞を防止するための補助燃料等
の、副次的なエネルギー資源の消費を抑制し、熱効率を
改善できる廃棄物溶融処理装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的のための本発
明の廃棄物溶融処理装置の特徴構成は、廃棄物溶融炉の
スラグ排出部における溶融スラグの流出方向に、前記廃
棄物溶融炉の燃焼溶融帯における燃焼排ガスの一部を吸
引するためのガス吸引口を設けるとともに、前記吸引し
た燃焼排ガスを廃ガス路に送り出すための吸引送風機を
備えたガス導出路を設けて前記ガス吸引口と前記廃ガス
路とを接続してある点にある。そして、前記ガス吸引口
を前記スラグ排出部の溢出口の底部よりも低い位置に設
けてあればさらによく（請求項２に対応）、さらに、前
記ガス導出路に熱回収装置を設けてあれば一層よい（請
求項３に対応）。

【０００５】

【作用】従って、前記請求項１記載の特徴構成の廃棄物
溶融処理装置によれば、特に燃料を供給することなく、
スラグ排出部は常に吸引される燃焼排ガスの保有する熱
によって加熱され、滴下しようとする溶融スラグが冷却
されて固化することを防止できる。尚、前記請求項２記
載の構成とすれば、溢出口部のスラグを確実に保温で
き、溶融スラグの固化をより確実に防止でき、さらに、
前記請求項３に記載の構成とすれば、必要ならば溶融ス
ラグの固化防止に用いた燃焼排ガスの熱回収をすると同
時に、その燃焼排ガスの排出温度を後続のブロワー、ガ
ス処理装置にそのまま導入できる温度にまで温度低下さ
せることができる。

【０００６】

【発明の効果】以上の結果、本発明の特徴構成の廃棄物
溶融処理装置によって、炉内の燃焼ガスの熱を利用して
前記溶融スラグを保温し固化を防止するための補助燃料
等の、副次的なエネルギー資源の消費を抑制し、また、
請求項２記載の構成とすれば、スラグ排出部の溢出口に
おける溶融スラグの固化閉塞をより確実に防止でき、さ
らに、請求項３記載の構成とすることによって、簡単な
構造で熱回収効率を高めることができる。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を図面に基づいて説明する。廃
棄物溶融処理装置は、図１に示すように、酸素富化ガス
を吹き込む羽口５を備えた廃棄物溶融炉１と、該炉１に
おける発生ガスをガス燃焼装置に供給する煙道６と、前
記ガス燃焼装置としてのボイラ７と、前記ボイラ７によ
り生成された蒸気により発電する発電装置１３と、前記
ボイラ７から排出される廃ガスを処理する廃ガス処理装
置９と、前記廃ガスを前記廃ガス処理装置９に導く廃ガ
ス路８等を設けて構成してある。前記廃棄物溶融炉１
は、竪型炉で、乾燥帯１ａ、熱分解帯１ｂ、燃焼溶融帯
１ｃという三つの処理帯を順次上方から下方に配設して
構成してあり、前記廃棄物溶融炉１におけるスラグ排出
部３における溶融スラグの流出方向に、前記燃焼溶融帯
１ｃにおける燃焼排ガスの一部を吸引するためのガス吸
引口１０ａを設けるとともに、ガス導出路１０を設けて
前記ガス吸引口１０ａと前記廃ガス路８とを接続してあ
る。

【０００８】各家庭等で発生した都市ゴミは、ゴミ収集
車により収集された廃棄物は、前記廃棄物溶融炉１の上
方に設けたホッパ１１に投入され、前記ホッパ１１の下
部に備えた上下二段に設けられた上部ダンパ１２ａ、下
部ダンパ１２ｂからなるダンパ１２を交互に開閉するこ
とにより前記廃棄物溶融炉１に投入される。このダンパ
１２は、該炉１における発生ガスが前記ホッパ１１に吹
き上げたり炉外の空気を吸引したりするのを防止するた
めに設けてある。前記廃棄物溶融炉１の上方から投入さ
れた廃棄物は、約３００℃から５００℃に維持される乾
燥帯１ａで乾燥され、さらに下降して約５００℃から８
００℃に維持される熱分解帯１ｂで廃棄物に含まれる有
機物が大部分メタン、水素、一酸化炭素等の可燃性ガス
及び二酸化炭素に熱分解された熱分解ガスとして熱分解
帯１ｂから乾燥帯１ａを経て上昇流出し、ガス化後の残
渣は約１５００℃に維持される燃焼溶融帯１ｃで溶融処
理されるものである。廃棄物に含まれる塩化ビニル等が
前記熱分解帯１ｂで分解される過程で発生する塩化水素
等の腐食性ガスは、ボイラ７を通った後、煙道を兼ねた
反応室でそこに供給された石灰粉末等アルカリ剤と中和
反応して塩化カルシウム等の塩類として固定された後、
前記反応室に続くバグフィルタで捕捉除去される。前記
燃焼溶融帯１ｃでは、該炉１の上方から投入された廃棄
物は乾燥・熱分解を受けた後、前記燃焼溶融帯１ｃの側
壁部に形成された羽口５から供給される空気や酸素富化
ガスにより燃焼反応して高温高熱を発し、この熱により
灰分や無機物が溶融処理され、同時にそのとき発生する
熱が、燃焼排ガスの上昇に伴って、前記熱分解帯１ｂで
の熱分解処理、前記乾燥帯１ａでの乾燥処理に供され
る。前記燃焼反応による発熱量が、前記熱分解処理及び
前記乾燥処理にとって不足である場合には、前記酸素富
化ガスにさらにメタンガス等のガス燃料が補助燃料とし
て添加されて羽口５から供給される。

【０００９】前記燃焼溶融帯１ｃの下部には、前記残渣
が溶融処理されて溶融した溶融スラグが流下して溜まる
溶融溜２が形成されてあり、その溶融溜２の側方にスラ
グ排出部３が設けられ、前記溶融スラグが溢出口３ｂか
らオーバーフローして、前記スラグ排出部３から冷却水
を蓄えた水冷槽４ｂの中に滴下し、急冷されて水砕スラ
グとなる。前記水冷槽４ｂの底部には水砕スラグを取り
出すべくスラグ搬送装置が設けられており、このスラグ
搬送装置によって水砕スラグが随時取り出される。前記
スラグ排出部３の前記燃焼溶融帯１ｃに対向する側壁部
３ａの、前記溢出口３ｂの底部よりも低い位置に、前記
燃焼溶融帯１ｃにおいて発生した燃焼排ガスの一部を吸
引するためのガス吸引口１０ａを設けてあり、前記吸引
したガスを廃ガス路８に送り出すためのガス導出路１０
には、熱回収装置１０ｂと吸引送風機１０ｃを順に備え
ている。前記吸引送風機１０ｃを用いて、前記燃焼溶融
帯１ｃにおける高温の燃焼排ガスの一部を、そのドラフ
トに抗して吸引し、前記スラグ排出部３を通じて前記ガ
ス導出路１０の側に吸引して、該ガスが保有する顕熱に
より前記溢出口３ｂの部位の保温及び前記水冷槽４ｂか
ら上昇する温度の低い水蒸気を排ガス側へ取り出して、
前記溢出口３ｂの部位に固化付着することを防止してい
る。このように構成してあるので、前記廃棄物溶融炉で
は、他の燃料を用いることなく溶融スラグの前記スラグ
排出部３における固化を防止しつつ、その取り出しを確
実にしている。また、前記熱回収装置１０ｂにおいて、
前記吸引された燃焼排ガスは、前記廃ガス処理装置９に
そのまま送り込んでも支障のない程度の温度にまで冷却
されると同時に、前記吸引された高温の燃焼排ガスの保
有熱を必要ならば回収し、有効利用を計る。このように
して、廃棄物の燃焼排ガスの保有熱量を充分に回収し
て、廃棄物溶融処理装置の熱効率の改善を計り、副次的
なエネルギー資源の消費を抑制を計っている。前記スラ
グ排出部３の溢出口３ｂ底部の先端部は、その直下の前
記スラグ回収装置４の側壁部４ａから張り出して形成し
てあり、溶融スラグが前記溢出口３ｂから前記直下の側
壁部４ａに連続して流下、付着することを防止してあ
る。

【００１０】前記ボイラ７は、燃焼器７ａを備えた燃焼
室７ｂに水管７ｃを配して構成してあり、前記廃棄物溶
融炉１において発生した約４００℃〜５００℃の可燃性
ガスが、前記廃棄物溶融炉１と前記燃焼器７ａの間に形
成された煙道６を介して供給され、前記燃焼器７ａで発
生した高温の燃焼ガスは、熱交換された後に誘引送風機
１４により誘引されてエコノマイザ７ｄやバグフィルタ
９等の排ガス処理装置を介して煙突１５から排気され
る。前記煙道６には、発生ガスを前記煙道６内部で部分
燃焼させる燃焼用の制御できる酸素又は酸素含有気体の
供給口６ａを、流入空気が前記煙道６の下流側に流れる
ように角度を持たせた筒状のガイド部材を設けて構成し
てあり、前記供給口６ａから例えば空気が供給される
と、その空気により前記煙道６を通過する発生ガスの一
部が燃焼し、その際に発生する燃焼熱により発生ガスの
温度低下を回避し、以て、気化したタールが前記煙道６
内で凝縮して内壁に付着することを防止する。前記ボイ
ラ７で生成された蒸気は、発電機１３ｂを駆動する蒸気
タービン１３ａを備えた発電装置１３に供給され、前記
発電装置１３で発電された電力が廃棄物溶融処理装置の
稼働用の電力として使用され、余剰電力は外部に供給さ
れる。

【００１１】〔別実施例〕以下、別実施例について説明
する。上記の実施例では、ガス吸引口１０ａを燃焼溶融
帯１ｃに対向するスラグ排出部３の側壁３ａに設けた
が、これはスラグ回収装置４の側壁部４ａに設けられて
あってもよく、また、その位置も前記溢出口１ｂに対し
て側方に位置する側壁部３ａ又は４ａであってもよい。
また、ガス導出路１０に設けた吸引送風機１０ｃは、こ
れを誘引送風機１４に兼用させ、ガス導出路１０と廃ガ
ス路８との合流点にダンパを設けて吸引力の分配調整を
するようにしてあってもよい。こうすることによって、
単一の送風機を用いて廃棄物溶融炉の上方からの生成ガ
ス吸引量と、その下方からの燃焼ガス吸引量とを適切に
調整し、ガス導出炉１０からの吸引ガス量が過大となっ
て、熱分解帯１ｂ及び乾燥帯１ａを通過するガスの量が
不足して、両帯域１ａ，１ｂの加熱熱量不足を招くこと
を防止できる。さらに、羽口５から吹き込まれる酸素富
化ガスにガス燃料を添加するようにしたが、これに代え
て投入廃棄物にコークスを添加するようにしてもよく、
また、酸素富化ガスに代えて空気を吹き込むようにして
あってもよい。先の実施例では、酸素又は酸素含有気体
供給口６ａを、煙道６に、流入空気が前記煙道６の下流
側に流れるように角度を持たせた筒状のガイド部材を設
けて構成し、誘引送風機２１による誘引により外気が自
然流入するように構成したものを説明したが、前記酸素
又は酸素含有気体供給口６ａの取り付け位置や構成はこ
れに限定するものではなく任意であり、例えば、ブロワ
ファンにより強制的に外気を供給するように構成しても
よい。前記煙道６で発生ガスを部分燃焼させてタールの
凝集を防止するに必要な空気量のみを供給するために
は、前記酸素又は酸素含有気体供給口６ａにバルブやダ
ンパ、又はブロワファン等の流量制限機構を設けるとと
もに、前記煙道６内部の燃焼領域（空気供給口６ａより
も下流側）に温度センサを設けて、該温度センサによる
検出温度が、気化したタールの凝集を防ぐ温度、例え
ば、６００℃以上、望ましくは８００℃に維持するよう
に前記流量制限機構を制御する制御手段を設けてもよ
い。さらには、前記温度センサの代わりに酸素ガス濃度
センサを設けて、酸素ガス濃度が所定の値を維持するよ
うに前記流量制限機構を制御する制御手段を設けてもよ
い。前記酸素又は酸素含有気体供給口６ａから燃焼用空
気を供給する例を説明したが、燃焼用空気の代わりに燃
焼用酸素等、酸素含有気体を供給してもよい。

【００１２】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】廃棄物溶融処理装置のブロック構成図

【符号の説明】

１ 廃棄物溶融炉 １ｂ 熱分解帯 １ｃ 燃焼溶融帯 ３ スラグ排出部 ３ｂ スラグ排出部の溢出口 ４ スラグ回収装置 ７ ガス燃焼装置 ８ 廃ガス路 ９ 廃ガス処理装置 １０ ガス導出路 １０ａ ガス導出口 １０ｂ 熱回収装置 １０ｃ 吸引送風機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入された廃棄物を熱分解する熱分解帯
   （１ｂ）と、前記熱分解帯（１ｂ）で熱分解された廃棄
   物を燃焼溶融する燃焼溶融帯（１ｃ）を上下に配し、前
   記燃焼溶融帯（１ｃ）から排出される溶融スラグを水冷
   回収するスラグ回収装置（４）を備えてなる廃棄物溶融
   炉（１）と、 前記廃棄物溶融炉（１）における発生ガスを燃焼させる
   ガス燃焼装置（７）と、前記ガス燃焼装置（７）からの
   廃ガスを廃ガス処理装置（９）に導く廃ガス路（８）と
   を備えてある廃棄物溶融処理装置であって、 前記廃棄物溶融炉（１）のスラグ排出部（３）における
   前記溶融スラグの流出方向に、前記燃焼溶融帯（１ｃ）
   における燃焼排ガスの一部を吸引するためのガス吸引口
   （１０ａ）を設けるとともに、前記吸引した燃焼排ガス
   を前記廃ガス路（８）に送り出すための吸引送風機（１
   ０ｃ）を備えたガス導出路（１０）を設けて前記ガス吸
   引口（１０ａ）と前記廃ガス路（８）とを接続してある
   廃棄物溶融処理装置。
2. 【請求項２】 前記ガス吸引口（１０ａ）を前記スラグ
   排出部（３）の溢出口（３ｂ）の底部よりも低い位置に
   設けてある請求項１乃至３の何れかに記載の廃棄物溶融
   処理装置。
3. 【請求項３】 前記ガス導出路（１０）に熱回収装置も
   しくは冷却装置（１０ｂ）を設けてある請求項１乃至４
   の何れかに記載の廃棄物溶融処理装置。