JPH10306910A

JPH10306910A - 流動層熱分解炉及び被燃焼物処理装置

Info

Publication number: JPH10306910A
Application number: JP9115794A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Minoura; 忠行箕浦; Itaru Yaso; 格八十; Hiroaki Kawabata; 博昭河端; Hiroyuki Hosoda; 博之細田; Mamoru Suyari; 護須鎗; Tadashi Ito; 正伊藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】未燃焼カーボンの発生を防止するとともに、
フリーボード部の燃焼が流動層に影響を与えない流動層
式熱分解炉及び被燃焼物処理装置を提供し、流動層を安
定して制御することによって有価金属の確実な回収を実
現するとともに、流動層熱分解炉における未燃カーボン
の発生を抑制して熱分解ガスを後段の溶融燃焼炉で容易
に完全燃焼させる。【解決手段】底部にガス分散板112 を備えた炉内に流
動媒体FDを充填し、ガス分散板112 下方からガスを送り
込んで流動媒体FDを流動化させ、流動化された状態の流
動層に被燃焼物を供給し、熱分解ガス化する単塔式の流
動層熱分解炉において、炉内における流動層FDの上方
に、フリーボード部温度が流動層FDに伝達されることを
防止する遮蔽板11c,11d を備えてなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被燃焼物として
の産業廃棄物、都市ごみ、石炭などを熱分解する流動層
熱分解炉、及びその熱分解によって生成される可燃性ガ
ス等を利用して、可燃物、チャーを含む灰分を高温燃焼
し溶融する被燃焼物処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみの処理量は増加の一途を
たどり、これに反して埋立処分する用地の確保は年々困
難になっている。また、埋立処理では地下水が汚染され
ることになり、環境汚染を防止する法規制が強化されつ
つある状況の下、例えば廃棄物の溶融による減容化、固
定化の検討が進められている。また、リサイクル法にみ
られるように、有効な資源回収、未利用エネルギーの回
収、処理物の資源化等も進められ、廃棄物有効利用への
取組みが強化されつつある。さらに、有害物質の安定処
理についてはダイオキシン等の微量汚染物質の抑制な
ど、廃棄物処理に要求される課題は多い。

【０００３】このような状況の下、廃棄物を流動層に導
入して熱分解ガス化し、その熱分解ガスを高温燃焼させ
て微量汚染物質を分解し、その燃焼熱を利用することに
より外部エネルギーを使用することなく焼却残渣を溶融
するプロセスが注目されている。

【０００４】なお、ここでいう熱分解とは、廃棄物を無
酸素または低濃度酸素雰囲気下で高温に加熱する操作で
あり、スラッジ等を７５０〜１０００℃にて燃焼させる
いわゆる流動層焼却炉における発熱反応とは異なり、加
熱温度の上限をほぼ６５０℃に制限して熱分解反応を行
うものである。

【０００５】一般に有機物からなる廃棄物を熱分解する
と、水素，一酸化炭素，炭化水素等を成分とする可燃ガ
ス、炭素からなるチャー及び灰分が生成される。このよ
うに熱分解を行う利点としては、( イ) 貯蔵及び輸送可
能な燃料が回収できる、( ロ) 反応が比較的遅いため、
ごみ質やごみの供給量の変動を吸収できる、( ハ) 比較
的低温であるためにＮＯｘの発生量が少ない、( ニ) 生
成ガス量が焼却排ガス量に比べて著しく少ないためガス
処理装置が小型でよい、( ホ) 低温熱分解により有価金
属を溶融せず未酸化の状態で回収することができる、(
ヘ) 熱分解炉での乾留または部分燃焼により、熱分解炉
での廃棄物の投入負荷を高めることができる、等が挙げ
られる。

【０００６】また、上記熱分解に溶融プロセスを組み合
わせた場合には、次のような利点が得られる。すなわ
ち、( ト) 廃棄物の持つエネルギーを利用して灰を溶融
させることができる、( チ) 溶融炉に導入する燃焼空気
が低空気比で足りるため、排ガス量の抑制による環境負
荷の低減と装置のコンパクト化が可能、( リ) 溶融炉で
の高温燃焼によってダイオキシン等の微量有害物質の発
生量を低減できる、等である。

【０００７】熱分解に流動層を用いる流動層熱分解−溶
融プロセスにおいて、廃棄物は流動層熱分解炉の流動層
上に投入され、砂等の流動媒体とともに流動層内を循環
する過程でガス化される。このとき、生成されるガスが
多量の可燃分を含むよう、その熱分解炉に供給される空
気量は理論空気量の３０〜４０％以下とされ、且つ流動
層温度は４５０〜６５０℃とされている。すなわち、流
動層温度は、良好な熱分解を得るのに必要な下限温度以
上であって、且つ有価金属としてのアルミニウムが溶
融、酸化されずに回収できる上限温度以下の範囲に設定
される。

【０００８】そして熱分解炉で発生した可燃ガス、チャ
ー、灰分は、引き続いて後段の溶融燃焼炉に導入され、
空気比１．３程度の低空気比で高温燃焼され、それによ
り灰分が溶融されるようになっている。すなわち、流動
層熱分解炉と溶融燃焼炉とを組み合わせることにより、
外部エネルギーを用いないで廃棄物を処理する方法が実
現されるのである。なお、この溶融燃焼炉から送出され
る排ガスは、廃熱ボイラ、空気予熱器によって熱回収さ
れた後、排ガス処理装置を経て大気に放出されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した流動層熱分解
−溶融プロセスでは、廃棄物を流動層熱分解炉の流動層
中に投入し、空気を導入して熱分解ガス化するにあたっ
て、流動層温度を６５０℃以下に保つ必要がある一方、
溶融燃焼炉内での燃焼性向上を図るためには、熱分解ガ
ス中の未燃カーボン濃度を下げることが必要となってく
る。しかしながら、実操業では廃棄物投入口から空気
がリークし、リークした空気が流動層熱分解炉のフリー
ボード部で燃焼するため、フリーボード部の温度が上昇
し、その輻射熱を受けて流動層の温度が、設定した上限
値６５０℃を超えてしまうという問題がある。

【００１０】このような問題を解消すべく、流動層温度
を６５０℃以下に下げる目的で流動層に導入する空気の
空気比を小さくすると、熱分解炉から生成される熱分解
ガス中に未燃焼による多量のカーボンが含まれることに
なり、後段の溶融燃焼炉において完全燃焼ができなくな
る。このように溶融燃焼炉においても燃焼されなかった
カーボンは、溶融燃焼炉の底部から回収されるスラグに
混入してしまうことになる。また、この場合、未燃焼分
に費やされた熱量は全く無駄となり処理効率を低下させ
ることにもなる。

【００１１】この発明は、このような従来の流動層熱分
解−溶融プロセスにおける課題を解決するためになされ
たものであり、フリーボード部の温度が流動層に影響を
与えず、しかも未燃カーボンの発生を抑制して後段の溶
融炉にてそのカーボンの完全燃焼を容易にした流動層熱
分解炉及び被燃焼物処理装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の流動層熱分解
炉の第一の形態は、底部にガス分散板を備えた炉内に流
動媒体を充填し、ガス分散板下方からガスを送り込んで
流動媒体を流動化させ、流動化された状態の流動層に被
燃焼物を供給し、熱分解ガス化する単塔式の流動層熱分
解炉において、炉内における流動層の上方に、フリーボ
ード部の熱が流動層に伝達されることを防止する遮蔽板
を備えてなることを要旨とする。

【００１３】第一の形態の発明において遮蔽板は、炉内
壁から水平方向に少なくとも１以上せり出された板状部
材から構成することができ、また、炉内壁に横架された
梁状部材から構成することができる。なお、梁状部材は
被燃焼物の投入口と対向するように配置することが好ま
しい。

【００１４】この発明の流動層熱分解炉の第二の形態
は、底部にガス分散板を備えた炉内に流動媒体を充填
し、ガス分散板下方からガスを送り込んで流動媒体を流
動化させ、流動化された状態の流動層に被燃焼物を供給
し、熱分解ガス化する単塔式の流動層熱分解炉におい
て、炉における流動層部とフリーボード部とが、斜めに
配置された接続通路を介し互いに偏心した状態で接続さ
れていることを要旨とする。

【００１５】第二の形態の発明において、流動層部の中
心軸に近い側のフリーボード部内壁から、水平方向に向
けて遮蔽板をせり出した状態で設けることができる。第
一及び第二の形態の発明において、フリーボード部には
未燃カーボンを燃焼させるための空気を供給するノズル
を備えることが好ましい。

【００１６】本発明の被燃焼物処理装置は、上記第一ま
たは第二の形態の流動層熱分解炉と、その熱分解炉から
送出される熱分解ガスの供給を受けて高温燃焼を行い、
熱分解ガス中の灰分を溶融する溶融燃焼炉とを備えてな
ることを要旨とする。

【００１７】この発明の流動層熱分解炉に従えば、フリ
ーボード部での発生熱が遮蔽板または梁状部材によって
遮られて流動層に伝達されない。また、流動層部とフリ
ーボード部とが偏心した状態で接続されている流動層熱
分解炉に従えば、フリーボード部からの熱放射が直接的
に流動層に到達しないため、流動層の温度上昇を抑制す
ることができる。従って流動層の温度を所定範囲内に維
持することができるため、有価金属を確実に回収するこ
とができる。

【００１８】この発明の被燃焼物処理装置に従えば、流
動層温度に影響を与えない状態でリーク空気をフリーボ
ード部にて燃焼させることができるため、流動層熱分解
炉から発生する熱分解ガス中の固体分、すなわち、未燃
カーボン量を減少させることができる。それにより、熱
分解炉の後段に設けられる溶融燃焼炉内においてその未
燃カーボンを完全燃焼させることが容易になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の流動層熱分解炉
及び被燃焼物処理装置が適用される廃棄物処理設備の全
体構成を示したものである。同図に示す廃棄物処理設備
は、その上流側から順に給塵機１０、流動層熱分解炉１
１、溶融燃焼炉としての溶融炉１２、熱交換器１３、廃
熱ボイラ１４、ガス冷却室１５、バグフィルタ１６、排
気ファン（誘引送風機）１７を備えており、上記給塵機
１０のホッパーに対しては、ごみピット７からごみクレ
ーン８によってすくい揚げられた廃棄物が投入されるよ
うになっている。なお、ごみクレーン８はクレーン操作
室９のオペレータによって操作される。

【００２０】また、流動層熱分解炉１１の下部にはスク
リューフィーダ１８ａを内蔵した不燃物排出装置１８が
備えられ、この不燃物排出装置１８に付設されている図
示しない分別装置及び磁選装置によって選別された不純
物，非鉄金属，鉄分は、それぞれリサイクル使用され、
また、砂は流動層熱分解炉１１の流動層に帰還される。

【００２１】溶融炉１２の下部にはコンベア１９ａを内
蔵したスラグ排出装置１９が備えられ、このスラグ排出
装置１９の下方には、スクリューコンベア２０ａを内蔵
し溶融スラグを回収するための水封槽２０が備えられて
いる。この水封槽２０から得られた溶融スラグもまたリ
サイクル使用される。

【００２２】上記廃熱ボイラ１４及びガス冷却室１５の
底部から回収される溶融飛灰は、溶融飛灰重金属回収装
置２５に与えられ、回収されたＣｕ，Ｐｂ，Ｚｎ等の重
金属は、鉱山会社へ送られて精錬用原料としてリサイク
ル使用される。また、その溶融飛灰重金属回収装置２５
によって分離された排水は排水処理設備２６、さらに塩
回収設備２７を経てリサイクル使用される。

【００２３】また、バグフィルタ１６の排気中に含まれ
るダイオキシン等の有害成分は、排気ファン１７によっ
てヒータ２１に送られ、反応条件を満足すように加熱さ
れた後、触媒反応塔２２に供給され、有害成分が除去さ
れた後、煙突２３から大気中に放出される。また、バグ
フィルタ１６から送り出される排ガスは、分岐されて循
環ファン２４に与えられ、この循環ファン２４から送り
出される排ガスは、流動層熱分解炉１１の流動化ガス吹
込口１１ａに帰還される。また、熱交換器１３から送り
出される排ガスも同様に流動化ガス吹込口１１ａに帰還
される。

【００２４】なお、廃熱ボイラ１４にて回収された熱は
発電に利用され、自家消費または売電される。また、符
号２８はごみピットからの吸気を排ガス系に導入するた
めのファンである。

【００２５】次に廃棄物処理設備の主要部の構成につい
て詳しく説明する。図２は本発明に係る流動層熱分解炉
の第一の実施形態を示したものであり、同図( ａ) は平
面図、同図( ｂ) は正面縦断面図を示している。図２に
おいて、流動層熱分解炉１１は、その底部に多数のガス
噴射孔１１１を有する分散板１１２が設けられ、その下
方に風箱１１３を備えている。この風箱１１３内には流
動化ガス吹込口１１ａから流動化ガスが導入される。従
って、この風箱１１３から分散板１１２のガス噴射孔１
１１を通して上向きに流動化ガスが噴射されると、分散
板１１２上に充填された砂粒子Ｓが流動化し、流動化さ
れた砂粒子層すなわち流動層ＦＤが形成されるようにな
っている。流動層熱分解炉１１内における流動層ＦＤの
上方には廃棄物投入口１１４および始動用のメインバー
ナ１１５が設けられ、さらにこの流動層ＦＤの上方には
フリーボード部１１ｂが形成されている。

【００２６】流動層熱分解炉内における流動層ＦＤ上方
には、一対の遮蔽板１１ｃ，１１ｄが異なる高さにて水
平に形成されている。これら遮蔽板１１ｃ，１１ｄは略
二等辺三角形からなる縦断面を有し、それぞれの上下各
面は熱分解ガスが滞留しないよう傾斜面で構成されてい
る。従って、フリーボード部１１ｂ内部で発生する熱は
下向き方向については各遮蔽板１１ｃ，１１ｄによって
遮られる。

【００２７】流動層熱分解炉１１において、廃棄物投入
口１１４からリークする空気及び二次空気の吹き込み
（後述する）によってフリーボード部１１ｂ内は二次燃
焼部となり、その燃焼熱の伝達において主たる要素とな
る熱放射は、上記遮蔽板１１ｃ，１１ｄの存在により流
動層ＦＤ表面には達しない。一方、流動層ＦＤから上昇
する熱分解ガスについては、各遮蔽板１１ｃ，１１ｄの
隙間を迂回しつつ上昇し、フリーボード部１１ｂに抜け
ることができるようになっている。なお、遮蔽板１１
ｃ，１１ｄを異なる高さに配置しているのは、直線的な
熱の伝達経路をなくすことにある。また、遮蔽板１１
ｃ，１１ｄの隙間ｄは、フリーボードでの燃焼熱を流動
層に伝えないという理由から、フリーボード部１１ｂ内
径Ｄの約１０％に決定することが好ましい。

【００２８】また、フリーボード部１１ｂには、未燃カ
ーボンを燃焼させるための二次空気を導入するノスル１
１ｅ，１１ｆが対向して配置されており、また、流動層
熱分解炉１１の頂部には熱分解ガスの取出口１１ｇが設
けられている。

【００２９】また、上記分散板１１２の中心を貫通して
不燃物抜出通路１１６が垂直に設けられており、その下
端部に不燃物排出装置１８が配置されている。この不燃
物排出装置１８には、スクリューコンベア１８ａ及び振
動ふるい装置１８ｂが備えられており、そのスクリュー
コンベア１８ａによって搬送される砂粒子Ｓの中から不
燃物を分離するようになっている。この不燃物排出装置
１８により不燃物が除去された砂粒子Ｓは、図示しない
コンベアによって上記流動層ＦＤに戻される。

【００３０】また、上記溶融炉１２は、供給される燃焼
空気および助燃燃料を利用し、上記流動層熱分解炉１１
から送出される熱分解ガスをさらに燃焼させるととも
に、この燃焼により発生する熱を利用してガス中の灰分
を溶融させ、スラグとして排出するようにしている。溶
融炉１２の炉内壁は耐火材で構成されており、炉内にお
いて上から順に燃焼室１２ａ、スラグ分離部１２ｂが形
成され、このスラグ分離部１２ｂの下部にスラグ排出口
１２ｃと排ガス排出口１２ｄがそれぞれ設けられてい
る。上記燃焼室１２ａの上部には、流動層熱分解炉１１
の取出口１１ｇから導かれた配管１２ｅが接続されてお
り、その配管１２ｅの下側に複数の二次空気噴射ノズル
１２ｆが備えられている。これらの二次空気噴射ノズル
１２ｆは溶融炉１２に対し、円形断面からなる炉壁の接
線方向に近い方向から二次空気を噴射することにより、
燃焼室１２ａ内に旋回流を形成することができるように
なっている。なお、配管１２ｅの上側には始動用バーナ
１２ｇが備えられ、また、炉頂部分には加熱用バーナ１
２ｈが備えられている。

【００３１】上記熱交換器１３は、上記溶融炉１２から
送出される高温燃焼ガスの保有する熱を利用して流動層
熱分解炉１１に供給する流動化ガスを加熱するために設
けられている。

【００３２】上記廃熱ボイラー１４は、その熱交換器１
３から与えられる排ガスの熱を利用して水を蒸発させる
ためのものであり、この廃熱ボイラー１４で発生した水
蒸気が有するエネルギーは、発電機２９によって電気エ
ネルギーに変換され、余剰電力や設備所要電力として回
収される。

【００３３】次に上記構成を有する廃棄物処理設備の処
理動作について説明する。まず、熱分解炉１１におい
て、流動化ガス吹込口１１ａから流動化ガスが風箱１１
３内に供給され、この風箱１１３から分散板１１２のガ
ス噴射口１１１を通して上向きに流動化ガスが噴射され
ると、分散板１１２の上方に充填されている砂粒子Ｓが
激しく吹き上げられ流動層が形成される。そして廃棄物
投入口１１４から投入された都市ごみなどの廃棄物（被
処理物）は、まず流動層ＦＤ上に落下し、流動する砂粒
子中に巻き込まれ一次燃焼によって熱分解が行なわれ
る。

【００３４】熱分解によって発生した熱分解ガスは、流
動層ＦＤから上昇してフリーボード部１１ｂにて二次燃
焼し、熱分解ガスとして取出口１１ｇから送出される。
流動層熱分解炉１１にて生成された熱分解ガスは、次い
で溶融炉１２に送られてさらに燃焼され、熱分解ガス中
の灰分が溶融され、スラグとしてスラグ排出口１２ｃか
ら排出され、スラグ排出装置２０に送られる。また、燃
焼後の高温ガスは耐熱配管１２ｉを通して熱交換器１３
の高温ガス入口に導入される。

【００３５】一方、熱分解炉１１において流動層ＦＤを
構成する砂粒子Ｓの一部は、これに混入される不燃物と
ともに不燃物抜出通路１１６に案内され、不燃物排出装
置１８へ送られる。この不燃物排出装置１８では、混合
物が篩いに掛けられ、粗い不燃物と細かい砂粒子Ｓとに
分離される。この粗い不燃物中には未溶融のアルミニウ
ムや鉄などの有価金属が含まれており、これらの有価金
属はリサイクル用資源として抽出される。

【００３６】このようにして不燃物が除去された砂粒子
Ｓは、熱分解炉１１の流動層ＦＤに戻される。一方、熱
交換器１３によって冷却されたガスは、低温側ガス出口
から送出され、廃熱ボイラ１４およびバグフィルタ１６
等を介して煙突２３から廃棄物処理設備外へ放出され
る。すなわち、溶融炉１２から送出される排出ガスの温
度を十分低下させた後、廃熱ボイラー１４およびバグフ
ィルタ１６を通すことにより、廃熱ボイラー１４および
バグフィルタ１６が熱的損傷を受けるのを回避すること
ができる。

【００３７】上記熱分解炉１１における熱分解の状態
は、流動層ＦＤに供給された廃棄物の低位発熱量に対応
して変動する流動層ＦＤの温度によって異なり、その場
合の流動層ＦＤの温度は、流動化ガス吹込口１１ａ供給
される流動化ガスの性状に従うことになる。従って流動
化ガスが安定供給されるという前提において、流動層Ｆ
Ｄの温度は、熱分解を良好に行なわせるとともに廃棄物
中のアルミニウムを回収するために５５０〜６５０℃の
範囲に調整することが必要となる。すなわち、下限温度
５５０℃を下回ると良好な熱分解が行なわれず、また上
限温度６５０℃を超えるとアルミニウムが溶融、酸化さ
れて燃焼ガスとともに飛散してしまい、不燃物排出装置
１８を介して取り出すことができないからである。

【００３８】本発明は、流動層ＦＤ温度を６５０℃以下
に維持するため、流動層熱分解炉にいてフリーボード部
１１ｂと流動層ＦＤとの間に遮蔽部材を設けるか、また
はフリーボード部１１ｂから下向きに伝達する熱の移動
を抑制し得るような炉構造を構成したものである。

【００３９】このように、フリーボード部から流動層へ
熱が伝達されることを防止し得た上でフリーボード部に
二次燃焼空気（流動化ガスを一次燃焼空気とした場合）
を吹き込み、それにより未燃カーボンの濃度を低下させ
るようにしている。なお、フリーボード部内の温度は７
００〜９００℃の範囲に設定することが望ましいが、特
に、カーボンの低減と炉内安定燃焼とを両立させるとい
る観点からは、７６０〜８００℃の温度範囲に設定する
ことが好ましい。

【００４０】図３は、熱分解炉１１における部分燃焼反
応において、ごみの固定炭素の各種反応割合と流動層温
度との関係を示したものである。グラフｇ₁ は固定炭素
のうちチャーとなって排ガス中に出ていくものの割合を
示し、流動層温度が６４０℃から７００℃まで上昇する
につれてチャーとなって出ていく割合は急速に減少す
る。グラフｇ₂ は固定炭素のうちＣＯ₂ となって排ガス
中に出ていくものの割合を示し、流動層温度が６４０℃
から７００℃に上昇するにつれて固定炭素のうちＣＯ₂
となる割合は増大する。グラフｇ₃ は固定炭素のうちＨ
₂ Ｏと反応してＣＯとＨ₂ を発生する割合を示し、流動
層温度が６４０℃から７００℃に上昇するとその割合は
上昇する。グラフｇ₄ は固定炭素のうちＨ₂ と反応して
ＣＨ₄ となる割合を示し、流動層温度が６４０℃から７
００℃に上昇する間に固定炭素のうちＨ₂ と反応する割
合はほぼ一定である。

【００４１】このように、流動層温度が決まると熱分解
ガスの組成、すなわち流動層内熱分解反応がほぼ決まる
ことになり、熱分解ガス組成が安定することによって溶
融炉１２での燃焼を安定して行なわせることができる。
換言すれば、燃焼状態が安定しなければ炉圧も変動し、
不完全燃焼の原因にもなるのである。一般に固体カーボ
ンおよび可燃性ガスの燃焼特性はそれぞれ異なるが、熱
分解ガス組成が決まると固体カーボンおよび可燃性ガス
の量的割合が決まるために、燃焼特性も決まることにな
り、これによって燃焼状態を制御することが容易にな
り、結果として燃焼を安定して行なわせることが可能に
なる。

【００４２】そこで、流動層温度を６５０℃以下に維持
すると、多量のカーボンが発生していることから、フリ
ーボード部１１ｂ内に二次空気を吹き込み、フリーボー
ド部１１ｂ内の温度を７５０〜８００℃に保てば、未燃
カーボン量を大幅に減少させることができる。従って、
遮蔽板１１ｃ，１１ｄを設けてフリーボード部１１ｂか
らの熱伝達の影響を受けない状態にしてフリーボード部
１１ｂ内で未燃カーボンの燃焼を行えば、流動層熱分解
炉１１から発生する熱分解ガス中の固体分、すなわち、
未燃カーボン量を減少させることができる。従って、そ
れにより、同一の廃棄物処理プロセス、同一の空気比及
び同一の産業廃棄物投入量においては、溶融炉１２内に
おいて未燃カーボンを完全燃焼させることが容易にな
る。なぜなら、溶融炉１２内での固体燃焼の割合が少な
くなるからである。

【００４３】図４は本発明に係る流動層熱分解炉の第二
の実施形態を示したものであり、同図( ａ) は平面図、
同図( ｂ) は正面縦断面図を示している。なお、以下の
図面において、図２と同じ構成要素については同一符号
を付してその説明を省略する。

【００４４】同図に示す流動層熱分解炉４０は、フリー
ボード部１１ｂにおける上端寄りに廃棄物投入口４０ａ
を設け、その廃棄物投入口４０ａから廃棄物が投入され
る。梁状部材としての遮蔽板４０ｂは、廃棄物投入口４
０ａと対面するようにフリーボード１１ｂ内に傾斜して
配置されており、その両端はそれぞれフリーボード１１
ｂ内壁に接続されている。この構成によれば、燃焼に基
づく熱放射の大半はその遮蔽板４０ｂによって遮られ、
一方、流動層ＦＤから発生する熱分解ガスは、遮蔽板４
０ｂとフリーボード部１１ｂとの間に形成されている２
箇所の隙間ｉ₁及びｉ₂ を抜けて上昇することになる。

【００４５】一般に、廃棄物投入口４０ａからリークす
る空気を完全に無くすことは、廃棄物供給系の構造から
みて極めて困難である。逆に言えば、ある程度のリーク
空気は運転条件の一つとみなす必要がある。従って、こ
のリーク空気に基づく二次燃焼が、流動層における熱分
解ガス化に影響を与えない工夫が必要となる。

【００４６】上記図４に示した構成は、廃棄物投入口４
０ａをフリーボード部１１ｂの上側に配置した点、廃棄
物投入口４０ａの下方に遮蔽板４０ｂを配置した点を特
徴とするものである。すなわち、熱分解ガスにリーク空
気が巻き込まれ、フリーボード部１１ｂの上部にて二次
燃焼領域が形成されるように遮蔽板４０ｂを設けたもの
である。

【００４７】図５は本発明に係る流動層熱分解炉の第三
の実施形態を示したものである。同図に示す流動層熱分
解炉５０は、フリーボード部１１ｂを流動層ＦＤの中心
軸から偏心させることにより、二次燃焼部から流動層Ｆ
Ｄへの熱伝達を減少させるようにしたものである。フリ
ーボード部１１ｂ右側における内壁延長線ＲＩが、流動
層ＦＤ左側における内壁延長線ＬＩよりもさらに外側に
位置するようにフリーボード部１１ｂを偏心させてお
り、接続通路５０ａを介してフリーボード部１１ｂと流
動層部とが接続されている。それにより二次燃焼部から
の熱放射が直接、流動層に影響しないように構成されて
いる。また、二次燃焼部の上側には廃棄物投入口５０ｂ
が備えられ、下側には二次空気を導入するためのノズル
５０ｃが備えられている。

【００４８】また、図６は図５に比べて偏心の度合いを
小さくした第四の実施形態を示したものである。図６に
示す流動層熱分解炉６０もまた、フリーボード部１１ｂ
を流動層ＦＤの中心軸から偏心させたものであるが、フ
リーボード部１１ｂ右側における内壁延長線ＲＩと、流
動層ＦＤ左側における内壁延長線ＬＩとがほぼ同一線上
に位置するようにフリーボード部１１ｂを偏心させてい
る。接続通路６０ａを介してフリーボード部１１ｂと流
動層部とを接続し、それにより二次燃焼部からの熱放射
が直接、流動層に影響しないように構成されている。ま
た、二次燃焼部の下側には二次空気導入用のノズル６０
ｂ，６０ｃが対向して備えられ、ノズルの下方であって
接続通路６０ａの上方には、図２に示した遮蔽板と同じ
構成の遮蔽板６０ｄが、左向き方向で水平に形成されて
いる。この構成によれば、図５の構成に比べ、二次燃焼
部からの熱伝播の影響をさらに小さくすることができ
る。なお、廃棄物投入口６０ｅは接続通路６０ａの右端
部に備えられている。また、廃棄物投入口は図５の場合
と同様に、炉上部に取り付けることも可能である。

【００４９】なお、流動層熱分解炉１１と溶融炉１２と
を接続している配管１２ｅについては、その内部にカー
ボンの固体分が堆積しないよう流速が十分高くなるよう
な設計がなされている。しかしながら、流動層熱分解炉
１１から送出される熱分解ガス中にある程度の未燃カー
ボンが含まれることは避けられない。そこで、その配管
１２ｅに空気の補助空気吹込孔を設け、周期的に空気を
吹き込むよう構成することができる。このように構成す
れば、配管１２ｅ内に堆積しようとする固体未燃分を燃
焼させることができるため、配管系を閉塞等のトラブル
から解消することができる。

【００５０】また、補助空気吹込孔は上記配管系に限ら
ず、例えば、廃棄物投入口１１４周り等、任意の位置に
設けることができる。廃棄物投入口１１４近傍から空気
を吹き込めば、廃棄物自体を燃焼させることができ、ま
た、タールの付着を燃焼によって除去することが可能に
なる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
この発明の流動層熱分解炉によれば、フリーボード部の
燃焼が流動層に影響を与えないため、流動層温度は砂層
部に対して導入される流動化ガスの空気比のみに従うこ
とになり、それにより流動層を安定して制御することが
できる。従って有価金属を確実に回収することが可能に
なる。

【００５２】また、この発明の流動層熱分解炉によれ
ば、未燃カーボンの発生を抑制することができる。従っ
て流動層熱分解炉の後段に燃焼炉を備えた被燃焼物処理
装置では、燃焼プロセスにおける空気比を変更すること
なく熱分解ガスを燃焼炉で完全燃焼させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される廃棄物処理設備の全体構
成を示す説明図である。

【図２】この発明に係る流動層熱分解炉の第一の実施形
態を示す説明図である。

【図３】流動層温度と反応成分との関係を示すグラフで
ある。

【図４】流動層熱分解炉の第二の実施形態を示す説明図
である。

【図５】流動層熱分解炉の第三の実施形態を示す説明図
である。

【図６】流動層熱分解炉の第四の実施形態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１１流動層熱分解炉１１ａ流動化ガス吹込口１１ｂフリーボード部１１ｃ，１１ｄ遮蔽板１１ｅ，１１ｆ二次空気吹込口１２溶融炉１３熱交換器１４廃熱ボイラ１８不純物排出装置ＦＤ流動層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２７Ｂ 15/02 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｆ (72)発明者細田博之神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者須鎗護神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者伊藤正神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底部にガス分散板を備えた炉内に流動媒
体を充填し、前記ガス分散板下方からガスを送り込んで
前記流動媒体を流動化させ、流動化された状態の流動層
に被燃焼物を供給し、熱分解ガス化する単塔式の流動層
熱分解炉において、前記炉内における前記流動層の上方に、フリーボード部
の熱が前記流動層に伝達されることを防止する遮蔽板を
備えてなることを特徴とする流動層熱分解炉。
【請求項２】前記遮蔽板は、前記炉内壁から水平方向
に少なくとも１以上せり出された板状部材から構成され
ている請求項１記載の流動層熱分解炉。
【請求項３】前記遮蔽板は、前記炉内壁に横架された
梁状部材からなる請求項１記載の流動層熱分解炉。
【請求項４】前記梁状部材は前記被燃焼物の投入口と
対向するように配置されている請求項３記載の流動層熱
分解炉。
【請求項５】底部にガス分散板を備えた炉内に流動媒
体を充填し、前記ガス分散板下方からガスを送り込んで
前記流動媒体を流動化させ、流動化された状態の流動層
に被燃焼物を供給し、熱分解ガス化する単塔式の流動層
熱分解炉において、前記炉における流動層部とフリーボード部とが、斜めに
配置された接続通路を介し互いに偏心した状態で接続さ
れていることを特徴とする流動層熱分解炉。
【請求項６】前記流動層部の中心軸に近い側の前記フ
リーボード部内壁から、水平方向に向けて遮蔽板がせり
出された状態で形成されている請求項５記載の流動層熱
分解炉。
【請求項７】前記フリーボード部に未燃カーボンを燃
焼させるための空気を供給するノズルが備えられている
請求項１〜６のいずれかに記載の流動層熱分解炉。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の流動層
熱分解炉と、その熱分解炉から送出される熱分解ガスの
供給を受けて高温燃焼を行い、前記熱分解ガス中の灰分
を溶融する溶融燃焼炉とを備えてなる被燃焼物処理装
置。