JPS6311392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流動層式熱分解炉に、熱分解に際して
HCl，SO_x等の有害ガスを発生する、都市ごみな
どの有機物原料を供給する、流動層式熱分解装置
への原料供給方法に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、都市ごみの流動床焼却炉あるいは流動
床熱分解炉においては投入されるごみ中に含まれ
る塩化ビニル等よりHCl，SO_x等の有害ガスが発
生しこのガスによる装置の腐蝕、環境汚染等が問
題となつている。この有害ガスの除去のために、
HCl，SO_xと反応して無害な化合物を生成するア
ルカリ金属化合物又はアルカリ土金属化合物の装
置への供給が行なわれている。このアルカリ金属
化合物又はアルカリ土金属化合物（以後吸収剤と
称す）の供給方法には、粒体（粒径１〜５mm）の
吸収剤を流動床へ供給する方法、粉体（粉径0.5
mm以下）の吸収剤をフリーボード部又は流動床へ
供給する方法などがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

流動床への吸収剤の粒体の添加には以下の様な
欠点がある。供給された吸収剤は粒径が大きいの
で流動床流動媒体とともに運動し、流動床内にほ
ぼ均一に分布する。流動床へ供給されたごみも流
動媒体とともに運動し、流動床内全域で熱分解し
有害ガスを含んだ熱分解ガスを発生する。吸収剤
も又流動床内全域に分布しているので、有害ガス
と吸収剤は流動床内のほぼ全域で反応する利点は
あるが、吸収剤は流動床内にしか存在しないので
吸収剤と有害ガスの反応時間は有害ガス（すなわ
ち熱分解ガス）が発生した後流動床内を通過する
時間だけであり、フリーボードに達したらもはや
反応すべき吸収剤がないので、十分な反応時間が
とれず、吸収効率がおちてしまう欠点がある。
又、吸収剤と有害ガスの反応は、吸収剤固体表面
反応であるので、反応生成物が吸収剤表面に層を
なし、この層の十分なはくりが行なわれないと有
害ガスと吸収剤の反応が阻害されてしまう。この
方法では、反応生成物層のはくりは、流動媒体の
運動による摩耗によつてしか行なわれないので、
十分なはくりが生じない。このため未反応の吸収
剤が流動床内に相当量残存するにもかかわらず、
反応が進行せず、吸収できなくなる欠点もある。

粉体状の吸収剤のフリーボード部あるいは流動
床への供給は、上記欠点のうち、反応生成物層の
十分なはくりが行なわれず反応が進行しなくなる
ことを解消しようとするものである。すなわち、
粉体は粒体よりも同一重量に対する表面積がかな
り増大するので、未反応吸収剤の量がかなり少な
くなる事を利用するものであるがこの方法にも以
下の様な欠点がある。

粉体はガスの流れとともに運動するので、スク
リユーあるいはロータリーバルブによつて供給す
ると、粉体は発生ガスとともに短時間で炉外へ流
出してしまい、流動床全域には吸収剤は滞留分布
しない。一方有害ガスは流動床全域において発生
するので発生時点では吸収剤と接触せず、ガスの
一部しか吸収剤と反応しない。このため吸収効率
は落ちてしまう。そこで粉体を炉内の全域に分布
させるために粉体を空気あるいは他のガスととも
に吹き込む方法がとられる。しかし、熱分解装置
では空気を用いると燃焼が起つて熱分解ガスの発
熱量の低下を招くことや、他の不活性ガスを用い
ると、そのガスの価格が高いため不経済となる事
などの欠点がある。

以上の様に従来行なわれている方法は流動層式
熱分解装置での吸収剤の供給方法に最適のものは
見当たらない。

本発明は、従来の方式の上記の欠点を除き、粉
体吸収剤を用いることによつて、粉体におけるが
如き、反応生成物の表面付着による反応阻害の影
響を僅少にして有効な反応を行なわしめ、かつ吸
収剤を原料に包み込んで、均一に混合すると共に
熱分解の進行に応じて次第に反応を行うようにし
て吸収剤を長時間炉の中に保持し、十分な吸収作
用を行ない有害ガスを有効に除去する流動層式熱
分解装置への原料供給方法を提供することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、熱分解に際してHCl，SO_x等の有害
ガスを発生する、都市ごみなどの廃棄物からなる
原料中に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土金
属化合物の粉体を混入したる後、該混合原料をテ
ーパースクリユーフイーダのテーパー圧縮部にて
圧縮を行ない、その後に流動層式熱分解炉へ供給
することを特徴とする流動層式熱分解装置への原
料供給方法である。

〔実施例〕

本発明を実施例につき図面を用いて説明する。
先ず、二塔循環式熱分解装置の概要について第１
図により説明する。本装置は吸熱分解反応の行わ
れる流動層式熱分解炉としての流動層熱分解塔１
とこれから生成するチヤー、油、タールの燃焼反
応が主に行われる流動層燃焼塔２から成り、これ
らの間を流動熱媒体が循環している。熱分解塔１
には、生成ガスの一部が再循環されて流動化ガス
として供給され700〜800℃の熱分解塔流動層１１
が形成されており、熱分解に際してHCl，SO_x等
の有害ガスを発生する、都市ごみなどの廃棄物か
らなる原料（以後ごみと称す）はコンベア３によ
り、サイロ４から供給ホツパ５に送られ、ここで
ごみ供給機６によつて供給量調整とガスシールを
行いながら熱分解塔流動層１１に投入され熱分解
ガス化される。生成ガスは捕集装置９によつてチ
ヤーを分離された後、ガス洗浄装置１６で精製洗
浄されてガスホルダ１７に貯蔵され、高カロリー
のクリーン燃料として使用されるが、一部はブロ
ワ１８で加圧され熱交換器１５を通して、流動化
ガスとして熱分解塔流動層１１へ還流させられた
り、燃焼塔流動層８に供給される。

熱分解吸熱反応によつて、降温した熱媒体は同
時に生成するチヤー分を伴つて燃焼塔揚送部７へ
送られ、ここでチヤー分は熱媒体を揚送する空気
と反応して燃焼し、更に燃焼塔流動層８で完全燃
焼して熱媒体を昇温させる。

生成ガスに同伴し捕集装置９によつて捕集され
たチヤーはチヤー供給装置１０により燃焼塔流動
層８に供給され、同様に燃焼して熱媒体を昇温さ
せる。

また、生成ガスに同伴し、ガス洗浄装置１６で
捕集され水処理装置１２で分離された油、タール
も燃焼塔流動層８へ送り燃焼させる。

他方、燃焼塔２から排出された燃焼排ガスはア
ルミ除去機１３、捕集装置１４でアツシユ等ダス
トを除去され、熱交換器１９，２０で揚送部７及
び燃焼塔流動層８に供給する空気を加熱した後、
集塵機２１で除塵され、排突２２から大気に放出
される。

両塔から排出され除塵された生成ガス、燃焼排
ガスはそれぞれ循環ガス、空気と十分熱交換され
る。

熱分解原料中の不燃物（異物）は熱分解塔１、
燃焼塔２の塔底下方のバルブ等で構成された異物
排出装置２３，２４，２５より排出され、若干同
伴した砂を異物・砂分別装置２６で分別し、分別
された砂はコンベア２７，２８を介して砂ホツパ
２９へ戻される。異物は異物バンカ３０へ貯蔵さ
れ、搬送埋立する。

流動砂の補給はバンカ３１から定量フイーダ３
２、コンベア２８で定量的に砂ホツパ２９へ供給
し、炉本体の砂供給信号により、適宜排出装置３
３を作動させて行われる。

ガス洗浄装置１６で生成ガスを洗浄したときに
生ずる廃水は、水処理装置１２で油、タールを分
離したのち更に規制値以下にして放流する。

次に、上述の二塔循環式熱分解装置におけるご
み供給機６について説明する。

第２図において、熱分解炉１０１にごみを供給
するごみ供給機には、後段供給部としてのストレ
ートスクリユーフイーダ１０２、中間室１０３及
び前段供給部としてのテーパースクリユーフイー
ダ１０４が備えられ、テーパースクリユーフイー
ダ１０４のテーパー部１０５ではごみの圧縮が行
なわれてマテリアルシール作用をなし、この固ま
つたごみを解砕する解砕機１０６が中間室１０３
に設けられている。

テーパースクリユーフイーダ１０４の入口には
オーバーフロー式の定量のホツパ１０７が備えら
れ定量供給を行なうようになつている。即ち、ホ
ツパ容量を越えて搬入されるごみを自重で溢落せ
しめ、これを前段装置に戻す回収機構を備えてい
るもので、ごみは先ず貯槽および定量排出装置１
０８に入り、搬送機１０９によつてホツパ１０７
に投じられ、さらにテーパースクリユーフイーダ
１０４を有する前段供給部により中間室１０３に
送り込まれる。この時投入量Q_cは供給量Q_sに比
べてQ_c＞Q_sの関係にあるので、ごみはホツパ１
０７の上に堆積してごみレベル高さｈを保ちなが
らQ_c―Q_sに相当する分は溢落してシユート１１
０を経て戻りコンベア１１１により再び貯槽およ
び定量排出装置１０８に戻される。ホツパ１０７
の上縁にはヒンジ１１２によりふた１１３がシリ
ンダ１１４を用いて開閉自在に取付けられてい
る。通常はこのふた１１３は全開されているが、
熱分解炉１０１の昇温運転時にはごみの供給がな
くなりテーパースクリユーフイーダ１０４の内部
のごみはマテリアルシールを行なうのに充分な状
態でないことが多いので、昇温運転時はふた１１
３を閉じて密閉するものである。

１１５は貯槽及び定量排出装置１０８にごみを
供給するシユート、１１６はレベル検出器、１１
７はブリツジ解消機、１１８は流動層である。

テーパースクリユーフイーダ１０４以降の作用
を説明すれば、ストレートスクリユーフイーダ１
０２は流動層１１８内に開口しているので開口部
は高熱のため供給速度が遅いとごみが溶融固着し
てしまう。従つてごみが溶融固着を起こさない限
度の速度即ち融着速度以上の速度で供給する必要
がある。都市ごみの場合は実験・研究の結果実用
的には15cm／sec以上で供給することが望ましい
ことがわかつた。（テーパースクリユーフイーダ
は15cm／sec以下が望ましいが、15cm／sec以上で
も可能。） このように高速で円滑に供給するためには後段
スクリユーフイーダはストレートスクリユーであ
ることが望ましい。テーパースクリユーにすると
速度が遅くなりかつ固化して融着し易くなるばか
りでなく、ごみを固まつたまま熱分解炉１０１に
供給することになるので熱分解効率を下げるの
で、ストレートスクリユーフイーダ１０２が用い
られるが、一方ストレートスクリユーはマテリア
ルシール効果が少なく熱分解炉１０１内のガスは
逆流して中間室１０３の内部に侵入する。これを
前段供給部のテーパースクリユーフイーダ１０４
のテーパー部１０５のマテリアルシールでシール
するものである。テーパー部１０５で固まつたご
みは解砕機１０６により解砕される。従つて、熱
分解炉１０１への開口部においてごみが溶融固着
するおそれもなく、かつ熱分解炉１０１内のガス
も外部に漏洩することもなく、かつ定量供給装置
によりマテリアルシール効果を確実に保持するこ
とができる。

又、第３図に示すように後段供給部であるスト
レートスクリユーフイーダ１０２を省略し前段供
給部であるテーパースクリユーフイーダ１０４よ
り直接供給しても、十分にごみ供給機としての性
能は確保される（テーパースクリユーでも15cm／
sec以上の速度は確保可能なので溶融固着の心配
はない。） 次にごみへの吸収剤の混入について説明する。

上記のようなごみ供給機において、第４図に示
す如く、粉体の吸収剤を又はの如く、貯槽及
び定量排出装置１０８内又は搬送機１０９内へ供
給する。

供給された吸収剤は、貯槽及び定量排出装置１
０８内又は搬送機１０９内で撹拌されごみと混合
される。この混合状態は、ごみと吸収剤の付着が
十分ではないので、このままテーパースクリユー
フイーダ１０４を使用しないで熱分解炉１０１へ
供給した場合、吸収剤はガスの流れによつて運び
去られ、流動床全域に分布する事ができない。し
かし本発明では、この吸収剤とごみの混合物はテ
ーパースクリユーフイーダ１０４に導びかれ、テ
ーパースクリユーフイーダ１０４内にて圧縮さ
れ、ごみと吸収剤の付着性が強化される。これを
図を用いて説明すると、テーパースクリユーフイ
ーダ１０４に入る前は第６図のようなごみ１１９
と吸収剤１２０との混合状態である。これがテー
パースクリユーフイーダ１０４によつて圧縮さ
れ、ごみ１１９とごみ１１９の間に吸収剤１２０
が、第７図の如く包み込まれるような形となる。
圧縮されたごみ１１９が解砕された時も圧縮され
たごみ１１９が、第８図の如くいくつかに分割さ
れるのみで、圧縮されたごみ１１９と吸収剤１２
０の状態は変わらない。このような状態で供給さ
れたごみは熱分解炉１０１に入つた後圧縮された
ごみの外側から熱分解を開始する。吸収剤は、ご
みの熱分解が進むにつれて徐々に露出し、熱分解
生成ガスの流れにのつて炉外へと排出される。従
つて吸収剤が熱分解炉１０１に入つた後に短時間
でガスと共に炉外に流出することはなく、長時間
炉内に滞留する。ごみは、流動床全域に流動媒体
の運動とともに運動し、吸収剤も又流動床全域に
分布されることになる。このためごみの熱分解反
応により発生する有害ガスと吸収剤の反応も又全
域で行われ、吸収効率が上昇する。又有害ガスは
ごみの熱分解と同時に発生するので、有害ガス発
生時から吸収剤と反応する。このため十分に反応
時間をとることができるため、吸収効率は更に上
昇する。

又、第７図のようにごみ１１９とごみ１１９の
間に吸収剤１２０が入りこむためテーパースクリ
ユーフイーダ１０４の圧縮部におけるマテリアル
シール性能が良化する効果もある。

吸収剤の混入の他の実施例について説明すると
第５図のようにテーパースクリユーフイーダ１０
４のホツパ１０７よりの如く吸収剤を供給する
方法もある。この方法では、オーバーフローによ
り貯槽及び定量排出装置１０８に戻るごみととも
にもどされる吸収剤がなくなるので、吸収剤の無
駄を省ける。

又第３図のように、テーパースクリユーフイー
ダ１０４から直接熱分解炉１０１内へ供給する場
合にも、第４，５図例と同様に吸収剤の供給を行
えば、効率的な有害ガス除去が行える。

本発明は特に熱分解装置において大きな効果を
有する。焼却炉においては炉内温度が高い（1000
℃程度以上）の吸収剤の吸収能力が僅かとなり、
吸収剤を炉の中に長く滞留せしめても効果がない
が、熱分解炉の場合は、炉内温度が約800℃以下
であつて吸収能力を保つことができる。従つて吸
収剤の滞留時間を長くできれば吸収効果がそれだ
け増大する。

〔発明の効果〕

本発明により、吸収剤がごみの表面に強く付着
したり、ごみの中に包み込まれたりして容易に離
れない状態で十分均一に混入し、ごみが熱分解炉
の中に入つた場合に吸収剤は短時間で流出するこ
となく流動層の中に広く分布し、熱分解の進行に
つれて、ごみに包み込まれた吸収剤が徐々に露出
して接触して反応が平均して長時間連続して行な
われ、また、吸収剤が粉体であるので反応生成物
が表面をおおうことによる作用の劣化が少ない。
従つて、ごみから発生するHClやSO_x等の有害ガ
スの吸収が有効に行なわれ、特に流動層式熱分解
装置に対して高い有害ガス除去性能を有し、かつ
簡単なプロセスによる流動層式熱分解装置への原
料供給方法を提供することができ、実用上極めて
大なる効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に関するもので、第１図
は二塔循環式熱分解装置のフロー図、第２図はご
み供給機のフロー図、第３図は別の供給装置のフ
ロー図、第４図、第５図はそれぞれ異なる実施例
のフロー図、第６図、第７図、第８図は、各工程
に対するごみと吸収剤の状態を示す説明図であ
る。 １……熱分解塔、２……燃焼塔、３……コンベ
ア、４……サイロ、５……供給ホツパ、６……ご
み供給機、７……揚送部、８……燃焼塔流動層、
９……捕集装置、１０……チヤー供給装置、１１
……熱分解塔流動層、１２……水処理装置、１３
……アルミ除去機、１４……捕集装置、１５……
熱交換器、１６……ガス洗浄装置、１７……ガス
ホルダ、１８……ブロワ、１９，２０……熱交換
器、２１………集塵機、２２……排突、２３，２
４，２５……異物排出装置、２６……異物・砂分
別装置、２７，２８……コンベア、２９……砂ホ
ツパ、３０……異物バンカ、３１……バンカ、３
２……定量フイーダ、３３……排出装置、１０１
……熱分解炉、１０２……ストレートスクリユー
フイーダ、１０３……中間室、１０４……テーパ
ースクリユーフイーダ、１０５……テーパー部、
１０６……解砕機、１０７……ホツパ、１０８…
…貯槽及び定量排出装置、１０９……搬送機、１
１０……シユート、１１１……コンベア、１１２
……ヒンジ、１１３……ふた、１１４……シリン
ダ、１１５……シユート、１１６……レベル検出
器、１１７……ブリツジ解消機、１１８……流動
層、１１９……ごみ、１２０……吸収剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱分解に際してHCl，SO_x等の有害ガスを発
   生する、都市ごみなどの廃棄物からなる原料中
   に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土金属化合
   物の粉体を混入したる後、該混合原料をテーパー
   スクリユーフイーダのテーパー圧縮部にて圧縮を
   行ない、その後に流動層式熱分解炉へ供給するこ
   とを特徴とする流動層式熱分解装置への原料供給
   方法。