WO2002021047A1 - Waste-gasified fusion furnace and method of operating the fusion furnace - Google Patents

Waste-gasified fusion furnace and method of operating the fusion furnace Download PDF

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Mitsuharu Kishimoto
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Definitions

  • This invention heats and removes municipal waste and industrial waste by heating and drying and pyrolyzing them to remove incombustible components into slag, and the gas generated in the furnace is treated and exhausted by an exhaust gas treatment device.
  • the present invention relates to a melting furnace and its operation method. Specifically, waste gas is dried in a single furnace. Waste gas with improved system fluctuations and instability due to the dispersion of garbage (waste) when melting ash generated by pyrolysis
  • the present invention relates to a chemical melting furnace and an operation method of the melting furnace. (Background technology)
  • shaft furnaces are generally used for this type of gasification and melting furnace.
  • the pressure of the high-temperature (for example, 170 ° C) combustion gas Q introduced from the furnace bottom As a result, the waste A that is being heated and melted is balanced, and a melting zone that is a boundary with the combustion gas Q is formed in a dome shape 53. Then, the molten slag S flows down and is taken out of the furnace.
  • the combustion gas Q rises between the wastes (gap) in the furnace, and the rising combustion gas Q causes the waste A to be dried in the upper layer in the furnace, and the dried waste A in the middle layer. Is thermally decomposed, and the gas G Is exhausted from the exhaust port 5 5.
  • the waste A in the furnace 51 undergoes a drying process and a pyrolysis process, and the pyrolysis residue gradually descends to the vicinity of the furnace bottom under gravity, where it is heated and melted by high-temperature combustion gas to form slag S as described above. To take out.
  • a feature of shaft furnaces is that they efficiently achieve high-temperature conditions.
  • the refuse injected into the shaft furnace flows down while burning, and the generated gas is used to heat the refuse injected while rising.
  • Solid garbage descends according to gravity, while gaseous gas rises because it is light. Since heat is exchanged directly, heat efficiency is high. Also, the long convection time has the effect of reducing fluctuations in garbage quality on average.
  • the dome-shaped melting zone 53 has the load of the waste A in the furnace body and the combustion which is blown from the furnace bottom and tries to rise to the top of the furnace.
  • Gas hot gas
  • the pressure of Q is balanced, it is kept in a dome shape.
  • the dome surface 53 is disturbed as shown in Fig. 14 (b), and a part of the combustion gas Q is May break through through 5 3
  • there are various fluctuation factors in garbage For example, when watery garbage is thrown in, steam is actively generated.
  • the waste is plastic, it will significantly increase the amount of gas generated, cause molten waste to adhere to the furnace wall, etc., and if the waste contains sheet or plate-like waste, In other words, the gas flow becomes uneven, and the quality of the waste (that is, the amount of heat generation) increases or decreases the amount of generated gas, or the temperature of generated gas becomes higher or lower, which causes a disturbance in the reaction. I have. As a result, deposits are formed on a part of the furnace, and the waste layer located on top of the furnace does not flow down and is suspended from the shelf. Eventually, a cavity is formed at the bottom and the shelf becomes unsupported and slips, A so-called shelf drop phenomenon may occur. Then, the dome-shaped melting zone 53 may be destroyed by these effects.
  • the other type of the shaft furnace method is to add limestone M and coke N together with waste A through a charging chute 64 to dry and pyrolyze it.
  • Oxygen gas O and air P are blown in from nearby to burn continuously.
  • the input waste A may contain a large amount of water (for example, 30 to 50%)
  • the water was evaporated by the combustion gas Q from below in the upper layer in the furnace 61 and dried.
  • the intermediate layer below it pyrolyzes to gasify the combustible components in the waste, and the pyrolysis residue is passed through the lower layer of the furnace to remove oxygen ⁇ and air P from the tuyere 63 and tuyere 62.
  • Injection actively burns and heats and melts it, converts it into slag and removes it with a slag machine 65, etc., and exhausts combustible gas G mainly generated during thermal decomposition from an exhaust port 66.
  • This combustible gas is used as fuel, generates steam by a boiler, etc., generates electricity with a steam turbine, and generates unnecessary exhaust gas.
  • drying and thermal decomposition are performed in a kiln or a fluidized bed, and the generated unburned char and non-flammable components are heated to a high temperature and melted.
  • the waste was pyrolyzed by heating it at about 600 ° C in a tunnel type heating / pyrolysis furnace.
  • a structure has been proposed in which the generated pyrolysis residue (including combustibles) is charged into a shaft furnace-type melting furnace, and oxygen gas is blown into the pyrolysis residue to burn and melt.
  • the equipment cost is enormous due to the indirect heating method. For example, in a standard-scale facility with a tunnel type heating furnace of 150 ton / day, width: 1.5 m, height : 0.5 m, length: 10 number irf, etc.
  • the rate at which heat is conducted through such a thick waste layer is extremely slow as compared with the direct heating method of the shaft furnace method, and the heat efficiency of the tunnel furnace is extremely poor, so a large amount of heating fuel is required.
  • the melting reaction zone in the shaft melting furnace has the same problems as those described above. In other words, since a larger amount of oxygen gas and the like than tuyeres 62 and 63 is blown into the pyrolysis residue that has fallen to the lower part of the melting furnace 61, the part where the blown gas contacts the pyrolysis residue melts. As shown in Fig. 15 (a), a molten film 68 is formed.
  • a high temperature (about 140 to 160 ° C) region is formed in the furnace and heated and melted. If this region is disturbed and becomes abnormal, for example, the molten portion of the pyrolysis residue may adhere to the furnace inner wall and hinder the continuation of operation, and the operating rate will decrease.
  • the refractory in the furnace was easily damaged by exposure to molten slag and high-temperature gas.In order to repair the damaged refractory, the internal waste was removed. It is necessary to lower the furnace temperature first. For this reason, the operation rate of the equipment decreases. Furthermore, in order to deal with refractory damage under severe conditions, the furnace wall is made to be a water-cooled wall, and a thin refractory is attached to the water-cooled wall to reduce the adhesion of the slag itself and the melting equilibrium (self-coating) effect. Use May be. In this case, thermal loss becomes enormous.
  • the incineration ash D generated by the stoker-type waste combustion device described above is put into the furnace 71 through the input chute 73, and the combustion
  • Some melting furnaces have a structure in which fuel is blown together with oxygen-enriched air and heated and melted.
  • incineration ash D can be stably melted and turned into slag.However, since the high-temperature gas Q after being melted is discharged from the furnace as it is, the boiler etc. There is no use other than heat recovery. In other words, the high-temperature gas Q cannot be used for drying or pyrolysis of waste or used for preheating incineration ash, so its thermal efficiency is poor.
  • there is a method of melting incineration ash by electric arc or plasma instead of the above combustion burner but it is uneconomical due to large power consumption.
  • the present invention has been made in view of the above points, and two furnace bodies (processes) of a conventional melting furnace and an ash melting furnace of the above-described shaft furnace method are organically combined and integrated to form a conventional melting furnace.
  • the char (pyrolysis residue or incinerated ash) generated in the furnace section is melted in the ash melting furnace section, and the high-temperature combustion gas (hereinafter, also referred to as high-temperature gas) generated there is introduced (supplied) to the melting furnace section.
  • high-temperature combustion gas hereinafter, also referred to as high-temperature gas
  • It aims to provide a stable waste gasification and melting furnace (process) with high thermal efficiency by heating and pyrolyzing waste, and at the same time replace expensive gas fuel used in conventional melting furnaces.
  • the objective is to provide a method for operating a waste gasification and melting furnace that can use inexpensive oil as fuel.
  • the waste gasification and melting furnace according to claim 1 of the present invention is configured to sequentially charge waste into the furnace from above.
  • a shaft furnace type or a fluidized bed type gasification furnace body for drying and pyrolysis after drying with high-temperature gas, and a pyrolysis of the waste material integrally connected to the lower end discharge port of the gasification furnace body A melting chamber furnace provided with a heating / melting parner toward an inclined surface of the pyrolysis residue; and a melting chamber furnace for taking out a molten material of molten slag and metal.
  • An outlet is provided, and a mechanism is provided for supplying high-temperature gas generated during heating and melting of the pyrolysis residue in the melting chamber furnace to the gasification furnace main body.
  • the waste gasification / melting furnace having the above configuration, high-concentration oxygen and fuel are blown into the pyrolysis residue by heating and melting the pyrolysis residue in the melting furnace, and remain in the pyrolysis residue.
  • a high temperature of about 165 ° C. is obtained, and the incombustible components in the residue are turned into molten slag.
  • Oxygen is supplied in excess of the theoretical combustion amount, and metal salts in the residue are oxidized.
  • iron can be discharged in the form of iron oxide and copper in the form of copper oxide in a molten and mixed state.
  • oxygen is supplied in a shortage state, it becomes a reducing flame, and when the metal in the residue becomes molten metal, it is heavier than slag and is stored in the lower part of slag. Since the present invention is basically in an oxidizing atmosphere, and therefore the molten metal is oxidized, there is no useful industrial application by itself, and there is no need to separate the molten metal from the slag separately. For example, molten metal can be used together with slag for applications such as roadbed paving stones.
  • the high-temperature gas used to melt the pyrolysis residue in the melting chamber furnace is supplied to the furnace body for drying and pyrolysis of the waste.
  • Most of the sensible heat possessed by the high-temperature gas is It is used for reaction with waste.
  • the temperature of the exhaust gas exhausted from the furnace is reduced to, for example, about 300 ° C, so that the energy is lower than that of a conventional melting-only furnace (see Fig. 16). Since there is no waste and the high thermal efficiency of the shaft furnace melting furnace can be inherited, fuel consumption, power consumption and oxygen consumption are all low, and running costs are low.
  • the melting chamber furnace is separate from the gasification furnace main body and only the refractory in the space inside the melting chamber furnace is mainly damaged, it can be easily repaired by spraying the refractory for repair, and the operation rate is reduced. Extremely high. Moreover, the structure of the whole device is simple, the operation is simple, and the operation and maintenance are easy.
  • the amount and properties of the exhaust gas are stabilized, stable and high-quality electric power can be obtained, for example, by power generation equipment such as a boiler and a steam turbine.
  • power generation equipment such as a boiler and a steam turbine.
  • reducing the amount of excess combustion air As a result, the steam generated from the waste heat boiler can be used effectively, and most of the steam can be sent to the steam turbine, enabling more efficient power generation.
  • the burner may be not only a method for burning fossil fuels and various gas fuels, but also a plasma method.
  • an introduction path for oxygen or oxygen-enriched air (also referred to as an oxygen-containing gas) is connected to a high-temperature gas supply path from the melting chamber furnace to the gasification furnace main body.
  • an oxygen-containing gas also referred to as an oxygen-containing gas
  • the temperature of the high-temperature gas can be reduced by blowing a normal-temperature oxygen-containing gas into the high-temperature gas supplied into the gasification furnace main body.
  • a normal-temperature oxygen-containing gas into the high-temperature gas supplied into the gasification furnace main body.
  • the inner wall such as the gas supply pipe, duct, and header in the high-temperature gas supply path.
  • the amount of oxygen injected is large, the temperature of the mixed gas decreases, but the temperature of this part increases due to the heat of reaction with the waste.
  • a supply path is provided at a connection point between the gasification furnace main body and the melting chamber furnace. It can be provided or a lower part in the gasification furnace main body and a space in the melting chamber furnace can be connected by duct.
  • the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace is supplied to the gasification furnace main body and used for drying and pyrolysis of waste.
  • the energy possessed by the high-temperature gas can be used without waste, and the thermal efficiency is high.
  • a pyrolysis residue delivery mechanism such as a screw type, a rotary blade type, a pusher type, or the like is provided near a connection point between the gasification furnace main body and the melting chamber furnace. Is desirable.
  • the residue is continuously supplied as it descends by gravity according to the angle of repose by an amount corresponding to the amount melted in the melting furnace.
  • it is desirable to prepare for abnormal obstructions such as large foreign objects and hanging shelves.
  • the pyrolysis residue generated in the gasification furnace body is sent out into the melting chamber furnace by the feed mechanism by a fixed amount, and the amount of the pyrolysis residue sent out is adjusted according to the melting state of the pyrolysis residue in the melting chamber furnace. Can be.
  • a tuyere for blowing an oxygen-containing gas into the thermal decomposition residue can be provided in the melting chamber furnace.
  • oxygen-containing gas such as oxygen can be blown from the tuyere into the pyrolysis residue deposited in the melting chamber furnace and burned, and heated to a temperature close to the melting temperature.
  • the temperature of the pyrolysis zone generated in the gasifier main body can be adjusted, for example, to around 800 ° C.
  • the temperature of the high-temperature gas supplied from the melting chamber furnace to the gasification furnace main body is adjusted to 100 to 130 ° C., and the gas is In order to adjust the supply amount of oxygen so that the waste put into the furnace and dried is heated at a temperature of 500 to 100 ° C to generate pyrolysis residues. It is preferable to provide a control device.
  • the temperature is controlled within the range of 500 to 100 ° C, the minimum temperature of 500 ° C required to thermally decompose the combustible components in the waste is secured, and the temperature of 100 ° C is maintained. Since it is below C, there is no risk that the pyrolyzed residue (ash) will begin to soften.
  • the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace is at a very high temperature of around 160 ° C, but the temperature of the high-temperature gas falls within the range of 100 ° C to 130 ° C. The problem of the quality and life of the refractory adhered to the inner wall such as the gas supply pipe, duct, and header in the supply path is eliminated.
  • the temperature of the high-temperature gas supplied from the melting chamber furnace to the gasification furnace main body is 100 ° C. or more, and the waste in the gasification furnace main body is as described in claim 7. It is preferable to adjust the temperature and supply amount of the high-temperature gas so that the gas is heated at a temperature of 800 ° C. or less to generate a pyrolysis residue.
  • the gasification furnace since the waste in the gasification furnace body is heated at a temperature of 800 ° C or less to generate a pyrolysis residue, the gasification furnace is There is no abnormal adhesion of pyrolysis residues on the main unit and no hanging on the shelves, stabilizing the operation and dramatically extending the life of refractories.
  • a charging port for incombustible substances such as ash or sludge is provided below a middle portion of the gasification furnace main body in a height direction, and a screw is provided near the charging port.
  • Type ⁇ Rotating blade type ⁇ Pushing mechanism such as a set of pushers or a gas blowing mechanism for accompanying gas can be added.
  • incombustible substances such as ash or sludge is charged into the waste layer in the middle part of the furnace by a pushing mechanism or a blowing mechanism of accompanying gas. Since the waste accumulated above the charging position acts as a filter, the high-temperature gas supplied into the furnace body does not scatter ash etc. And is efficiently heated.
  • the invention according to claim 8 can efficiently treat a wide variety of wastes.
  • an inlet for injecting incombustibles alone or together with fuel and oxygen-containing gas can be provided in the melting chamber furnace.
  • ash and the like can be directly charged into the melting furnace and melted together with the pyrolysis residue to form slag.
  • a hot cyclone is provided in the middle of a high-temperature gas supply path from the melting chamber furnace to the gasification furnace main body, and is provided at an inlet of the cyclone or in the cyclone.
  • An inlet for incombustible substances such as ash or sludge can be provided, and a feed path for the collection by the cyclone can be provided from the cyclone to the melting chamber furnace.
  • a level meter for properly maintaining a melt flow rate and a level of a pyrolysis residue layer during heat melting by the heat melting furnace in the melting chamber furnace.
  • Either an industrial television camera, a microwave measuring device or a radiation measuring device can be deployed as a side device.
  • the waste gasification / melting furnace is heated by a parner in the melting chamber furnace. Since the level of the pyrolysis residue layer during thermal melting can be maintained at an appropriate level, the pyrolysis residue can be reliably and accurately melted and turned into slag. In addition, if a TV camera is installed, it is possible to grasp not only the status of slag generation and flow, but also the status of damage to the refractory in the melting furnace, so that the repair time can be accurately determined.
  • a charging hole for a repair refractory spraying device is provided in the melting chamber furnace wall, and a damaged portion of the refractory in the melting chamber furnace is repaired from outside. It is preferable to configure it so that it can be used.
  • a damaged portion of a refractory wall such as a ceiling is detected, and the repair refractory is sprayed by a gun as a spraying device and repaired.
  • the operation time is about 20 minutes and the operation is easy.
  • the time required to stop operations for repairing refractories is greatly reduced compared to conventional melting furnaces, thus improving equipment utilization.
  • in the vicinity of the middle part in the height direction of the gasification furnace main body whether the gasification furnace is rapidly expanded or contracted in a tapered shape as compared with a portion immediately above the furnace inner wall.
  • a gas header can be provided inside the furnace as part of the furnace body, instead of the header duct that is installed outside the furnace. This simplifies the structure of the equipment and improves the durability of the header. It is improved and installed inside the furnace, so there is little thermal loss of the supplied gas. Furthermore, hot gas can be evenly introduced into the waste layer.
  • each of the gas suction ports is connected to the gas supply pipe, and the waste gasification and melting according to claim 14, wherein According to the furnace, the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace can be supplied into the furnace body not through the space but through the layer of the pyrolysis residue, so that the high-temperature gas can be used for preheating the pyrolysis residue.
  • each gas inlet is set at a depth of, for example, about 100 mm from the surface of the pyrolysis residue layer, the flow rate of gas flowing into each suction port becomes slow, and the pyrolysis residue is entrained in the high-temperature gas. It is possible to reduce scattering and mixing.
  • the main body of the gasification and melting chamber furnace is a fluidized bed furnace, and a pyrolysis residue layer sieved from a fluid medium such as sand circulating in the furnace body.
  • the residue accompanying the top gas generated in the gasification furnace main body and the dust collected at the cycle port or the like can be supplied to the melting chamber furnace.
  • the method for operating a waste gasification / melting furnace according to claim 16 is characterized in that air, oxygen or oxygen-enriched air is provided at an upper part in the gasification furnace main body at an air ratio of 0.5 to 2.5.
  • air, oxygen or oxygen-enriched air is provided at an upper part in the gasification furnace main body at an air ratio of 0.5 to 2.5.
  • said exhaust gas gas exiting the waste bed of the gasification furnace body the C_ ⁇ 2 concentration
  • the temperature of the exhaust gas is controlled at, for example, 300 ° C.
  • the amount of oxygen is increased to increase the amount of thermal decomposition. If the temperature of the residue increases, the temperature of the exhaust gas can be increased. Moreover, by keeping the temperature of the exhaust gas at 500 ° C. or less, refuse (waste) does not burn up due to blown air or oxygen, and stable gasification can be performed. Since the spontaneous ignition temperature of many gases is around 700 ° C, the safe temperature for partial combustion without generating a flame is as described above, taking into account fluctuations in the quality of garbage, etc. It is desirable to keep the temperature below ° C.
  • Oxygen or air can be further blown into the partial combustion gas generated from dust in the gasification furnace main body from the outside to reburn the combustion exhaust gas.
  • the calorific value of the partial combustion gas varies depending on the calorific value of the refuse, the air ratio is increased when the calorific value is high.
  • the heat generation of the partial combustion gas can be diluted to 800 to 950 ° C. For example, a method of adjusting the temperature by spraying water can be used.
  • the natural combustion temperature range of 700 to 800 ° C by adding oxygen or air from the outside at the top of the gasification furnace It is preferable to perform combustion in such a manner that combustion of oil, tar, organic matter, and the like proceeds, and clogging of a gas analysis conduit, a pressure gauge pressure pipe, and the like is eliminated. In this case, by adjusting the air ratio, the oxygen amount, and the spray water amount of the exhaust gas recirculation amount in the subsequent reburning furnace, the reburning temperature of 800 to 950 ° C is finally reached. realizable.
  • the combustion temperature is controlled to 700 to 800 ° C. in advance, it is easy to adjust the subsequent reburning.
  • the flammable gas such as hydrocarbons, carbon monoxide, and hydrogen contained in the gasification gas is higher than the natural ignition point (ignition temperature), and is easily completely burned by blowing air or oxygen at room temperature. This eliminates the need for a complicated structure such as a wrench. By paying attention to the direction of air or oxygen injection, fly ash can be easily prevented from sticking or accumulating on the furnace wall.
  • the combustion temperature can be kept constant, so that there is no generation of C ⁇ due to incomplete combustion. Too high a temperature does not increase the generation of N ⁇ x .
  • the temperature of the reburning of exhaust gas is reduced to 850 to 900 ° C, so that the material of the tube equipment of the subsequent boiler and air preheater can be reduced. Inexpensive materials can be used, and dioxins can be reduced.
  • the combustion temperature of the waste layer in the furnace body is lower than in the conventional method
  • the temperature of the pyrolysis residue generated in the pyrolysis zone is slightly higher than in the conventional method.
  • the amount of LP gas used is reduced, and the calorific value of exhaust gas is also reduced. Therefore, the amount of combustion air supplied is reduced, and the amount of exhaust gas generated is also reduced.
  • a part of the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace is guided near the upper surface of a waste layer in the gasification furnace main body, and air, oxygen, or oxygen-rich gas is supplied.
  • Oxygen-containing gas such as chemical vapor is added and burned, and the temperature of exhaust gas exhausted from the furnace top can be adjusted.
  • combustion starts in the gasification furnace regardless of the presence or absence of waste Can operate.
  • the temperature of the exhaust gas can be kept constant, it is possible to respond to changes in the amount of waste input over a wide range, and to minimize fluctuations and blow-through of exhaust gas.
  • a part of the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace is guided to an intermediate portion in the height direction of the gasification furnace main body, and further, Air near the upper surface of the waste layer.
  • High-temperature gas generated in the melting chamber furnace which burns by adding oxygen or oxygen-enriched air, is guided to the middle part in the height direction of the melting furnace main body, and air, oxygen or The combustion may be performed by adding an oxygen-containing gas such as oxygen-enriched air.
  • the temperature and properties of the gas used for drying and pyrolysis of the waste in the furnace body are arbitrarily adjusted to improve efficiency. Good operation is possible, and it is possible to respond to changes in the amount of waste input over a wide range, and to minimize fluctuations and blow-through of exhaust gas.
  • a part of the high-temperature gas generated in the furnace for the gasification and melting chamber is spaced apart in the height direction at a middle portion in the height direction of the gasification furnace main body.
  • air, oxygen, or oxygen-enriched air can be added to the vicinity of the upper surface of the waste layer in the gasification furnace body and burned.
  • controlling the total oxygen flow fed to the gasifier unit according to CO / CO 2 ratio in the exhaust gas generated from the waste layer of the gasifier unit Can be.
  • the partial combustion gas is reburned by adding air in the subsequent step, but at a temperature that is not too high to suppress N ⁇ ⁇ ⁇ x and high-temperature corrosion, the generation of dioxins and CO Usually, incineration is carried out in the range of 850 to 950 ° C, because it must be completely burned at a high temperature in order to suppress it.
  • the calorific value rises suddenly or When the combustion of garbage becomes active, the combustion temperature rises and the amount of generated gas increases, so it can be suppressed by reducing the supply of oxygen.
  • the flow rate of gasification gas just before the re-combustion can be controlled by indirect adjusting the total oxygen supply amount of C 0 / C_ ⁇ to the gasification furnace body to the 2 ratio is constant understood.
  • the composition and the gas amount of the gasification gas can be made substantially constant while adjusting the reburning temperature and the air ratio. And finally relapse The flow rate of the flue gas can be made substantially constant.
  • the temperature and flow rate of the final reburning exhaust gas can be made substantially constant, so that an excessive equipment margin, a limitation of the processing amount, and an extension of the life of the furnace can be expected.
  • FIG. 1 shows a waste gasification and melting furnace according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 (a) is a central longitudinal sectional view, and FIG. 1 (b) is FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line bb in FIG.
  • FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification / melting furnace according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification / melting furnace according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a waste leaf gasification and melting furnace according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a central longitudinal sectional view showing another embodiment of the welding chamber furnace in an enlarged manner.
  • FIG. 11 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification melting furnace according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a central longitudinal sectional view showing a first type of a conventional general gasification and melting furnace of a shaft furnace type.
  • FIG. 13 is a central longitudinal sectional view showing a second type of conventional one-piece gasification and melting furnace of the shaft furnace type.
  • Fig. 14 is an enlarged cross-sectional view of the melting reaction zone of the gasification and melting furnace shown in Fig. 12.
  • Fig. 14 (a) shows a normal state
  • Fig. 14 (b) shows an abnormal state. Represents time respectively.
  • Fig. 15 is an enlarged cross-sectional view of the dome-shaped melting zone of the gasification and melting furnace shown in Fig. 13.
  • Fig. 15 (a) shows a normal state, and Fig. 15 (b) ) Indicates abnormal time.
  • FIG. 16 is a central longitudinal cross-sectional view showing a conventional general melting furnace.
  • FIG. 1 (a) is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification melting furnace according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 1 (a). It is.
  • the gasification and melting furnace 1 of this example includes a gasification furnace main body 2 composed of a vertical shaft furnace in which a refractory (not shown) is lined with a steel shell. And a melting chamber furnace 3 which heats and melts a pyrolysis residue called a char finally generated by the gasification furnace main body 2 at a high temperature.
  • the upper part of the gasifier main body 2 is formed in a shape in which the diameter is gradually reduced toward the upper end, and an exhaust port 4 for the furnace top gas is opened at the upper end.
  • one end of the duct is connected to the exhaust port 4, and an exhaust gas treatment device is connected downstream of the duct.
  • This exhaust gas treatment system consists of a reburner, energy recovery equipment such as a heat exchanger such as a boiler * steam turbine, and a dust collector.
  • a waste charging shot 5 is provided through the furnace wall 2a.
  • the lower part of the gasification furnace main body 2 is formed in a shape in which the diameter is gradually reduced downward, and a melting chamber furnace 3 is combined with a melting chamber furnace 3 at the bottom of the furnace below the lower end opening 2b.
  • the melting furnace 3 consists of a horizontally long rectangular cylinder, An upper end opening 3a communicating with a lower end opening (discharge port) 2b of the furnace body 2 is provided, and a slag outlet 6 is provided at a lower end of one side wall 3b.
  • the slag outlet 6 is provided with a weir 6a, and the slag S overflowing the weir 6a automatically flows out.
  • ⁇ Thermal decomposition flowing into the melting chamber furnace 3 from the upper end opening 3a As shown in Fig. 3, the residue has a lateral length inside the melting chamber furnace 3 where the slope of the angle of repose is sufficiently formed to one side (right side of the figure). It is configured such that a space is formed above.
  • a heating / melting parner 7 is provided in the space with the combustion gas outlet at the tip facing the inclined surface of the pyrolysis residue.
  • the heating and melting parner 7 is used by mixing low-priced fuel such as heavy oil with oxygen, air or oxygen-enriched air. Note that a brass burner can also be used.
  • One end of an upward gas supply pipe 8 is connected from the space inside the melting chamber furnace 3, and the other end is connected to a header duct 9 arranged around the lower part of the gasification furnace main body 2.
  • One end of a gas blowing pipe 10 is connected to the header duct 9 at equal intervals in the circumferential direction, and the other end penetrates the furnace wall 2 a of the gasification furnace main body 2 and faces the inside of the furnace 2.
  • the position where the high-temperature gas is injected from the gas injection pipe 10 corresponds to the pyrolysis area Y of the waste A.
  • the drying zone X in the upper part of the gasification furnace main body 2 was dried at a temperature of 300 to 400 ° C. after removing the moisture of the injected waste A and drying it.
  • the temperature and flow rate of the hot gas generated in the melting chamber furnace 3 so that the substance A can be thermally decomposed at a temperature in the range of 500 to: L0000 ° C, preferably slightly lower than 800 ° C. Is adjusted and introduced into the pyrolysis zone Y of the gasification furnace main body 2.
  • the gasification and melting furnace 1 is configured as described above.In this melting furnace 1, while the waste injected in the upper drying zone X in the furnace is dried, The gas slowly descends to the lower pyrolysis zone Y, where it is pyrolyzed and the combustible components in waste A are gasified. This gas is sent from the melting chamber furnace 3 to the gasification furnace body 2 together with the high-temperature gas, and then used for drying the waste A in the drying zone X. The gas is exhausted from the exhaust port 4 and used by power generation facilities, etc., and energy is recovered. After that, it is exhausted by a bag filter etc. and then discharged outside.
  • the inclined surface of the pyrolysis residue layer is sequentially melted by the flame of the heating / melting parner 7 to form slag. Is melted together with the alumina, silica, etc. contained in Waste A, and flows out of the slag outlet 6.
  • the spilled melt solidifies, so it can be disposed of or buried as it is. Can be used as a standing material.
  • the refractory on the bottom surface is hardly damaged due to the accumulation of pyrolysis residues on the bottom surface in the melting chamber furnace 3.
  • the symbol Z in the figure indicates the heat melting zone, in which pyrolysis residue C is deposited.
  • FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a second embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnace 1 and 2 of the second embodiment and the melting furnace 1 is that the header duct 9 provided outside the furnace is replaced with a gas header 11 as a part of the gasification furnace body 2.
  • the furnace wall 2a of the gasification furnace main body 2 is projected radially outward in a triangular cross section and annularly over the circumferential direction, An annular space that is not filled with waste layer B is configured in the gas header 11.
  • Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus the same reference numerals are used for the same components, and the description will be omitted.
  • FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a third embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnace 13 of the third embodiment and the above-mentioned melting furnace 1 is that an inlet pipe 1 2 for blowing an oxygen-containing gas such as oxygen, air or oxygen-enriched air into a gas supply pipe 8 is provided. Is connected.
  • the amount of heat required to melt the pyrolysis residue in the melting furnace 3 basically corresponds to the amount of the pyrolysis residue flowing into the melting furnace 3 from the gasifier main body 2.
  • the waste A cannot be completely dried and pyrolyzed only by the high-temperature gas generated in the melting furnace 3.
  • the conversion of combustible components in the waste material A as light as possible a gas is desirable in the exhaust gas treatment system, for example, rather than the tar or oil is converted to a hydrocarbon gas to the CO, H 2 and CH about 4 Requires additional heat and oxygen. For this reason, it is necessary to blow oxygen into the gasification furnace main body 2.
  • the high-temperature gas generated in the melting furnace 3 is at a very high temperature of about 160 ° C., but if such a high-temperature gas is supplied to the gasification furnace body 2 without lowering the temperature, Gas supply pipes in the supply path Attached to the inner wall, such as 8 ducts and headers The refractory may be damaged, but by adding the oxygen-containing gas to lower the gas temperature to, for example, 130 ° C, the problem of refractory damage is eliminated.
  • FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnaces 114 of the fourth embodiment and the above-mentioned melting furnaces 13 is that the openings (discharge outlets) 2 b and 3 a connecting the gasification furnace main body 2 and the melting chamber furnace 3 are located immediately adjacent to each other.
  • a screw-type extrusion device 13 is provided below.
  • the following functions and effects can be obtained. That is, by rotating the screw shaft 13a by the drive unit 14 in the melting chamber furnace 3, the pyrolysis residue generated in the gasification furnace body 2 is quantitatively and gradually determined. It is pushed out to sneak in. Although the illustration is omitted, the main part of the screw shaft 13a (including the screw) is cooled with a water-cooled structure. In addition, since the temperature of the pyrolysis residue in this example is a relatively low temperature of 1000 ° C. to 800 ° C. or less, not only the screw type but also various types of mechanical extrusion such as a pusher type. Apparatus can be applied.
  • FIG. 5 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification / melting furnace according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnaces 15 of the fifth embodiment and the melting furnaces 1-4 of the fourth embodiment is that the high-temperature gas Q generated in the melting furnace 3 is supplied to the gas supply pipe 8 and the header duct 9. Instead, the gas is passed through the pyrolysis residue layer in the melting furnace 3 and guided to the gasification furnace main body 2 from the connection ports 2 b and 3 a with the gasification furnace main body 2.
  • the screw-type extrusion device 13 is shown slightly below the connection ports 2b and 3a, in this example, the extrusion device 13 is slightly above the connection ports 2b and 3a, that is, It is more preferable to provide it on the gasification furnace main body 2 side.
  • Oxygen contained in the high-temperature gas reacts with combustibles (mainly carbon) remaining in the pyrolysis residue and burns, so that the temperature of the pyrolysis residue layer can be raised to a higher temperature.
  • the fuel used for PANA 7 can be reduced.
  • the melting furnace 115 of this example has a simpler structure than the melting furnaces according to the other examples described above. Also, in the above-mentioned prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 11-11332), melting occurs in an unstable dome-shaped melting zone. While melting is performed, melting is performed on the inclined surface of the pyrolysis residue layer in the melting furnace 3, so that the operation is stably performed.
  • the temperature of the pyrolysis residue near the extruder 13 is controlled so as to be 1000 ° C. or less.
  • the pyrolysis residue in the vicinity of the extruder 13 is not only a char, but also a layer of waste that accumulates in the gasification furnace main body 2 so that pyrolysis is not completely completed and contains a relatively large amount of combustible components. Set so that the height of B becomes shallow.
  • FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the melting furnace 116 of the sixth embodiment differs from the melting furnace 114 of the fourth embodiment in two points.
  • a gas header 16 is provided in the furnace as a part of the gasifier main body 2. That is, the furnace wall 2a of the gasification furnace main body 2 is protruded annularly inward in the radial direction and in the circumferential direction in a triangular cross section, and an annular space in which the waste layer B is not filled is formed in the gas header 16. It was done.
  • the high-temperature gas generated in the melting chamber furnace 3 is supplied into the gasification furnace main body 2 not through the space but through the pyrolysis residue layer. That is, a plurality of gas inlets 17 provided on the inner wall in contact with the pyrolysis residue layer deposited in the melting chamber furnace 3 are connected to the gas supply pipe 8.
  • Each suction port 17 is located approximately 100 mm (indicated by L in Fig. 6) from the surface of the pyrolysis residue layer, in order to prevent the pyrolysis residue from scattering and mixing in the high-temperature gas.
  • the gas flow rate flowing into each suction port 17 is very low, 0.1 lm / sec. I'm late.
  • FIG. 7 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification / melting furnace according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnace 117 of the seventh embodiment and the melting furnace 114 of the above-described fourth embodiment is that the oxygen-containing gas introduced into the gas supply pipe 8 is of two systems, oxygen and air, and that the furnace body 2
  • the temperature of the lower pyrolysis residue layer and the temperature of the high-temperature gas supplied through the gas supply pipe 8 are measured, for example, the temperature of the pyrolysis residue layer becomes 800 ° C and the temperature of the high-temperature gas, respectively.
  • the controller 18 and 19 and the solenoid on-off valves 20 and 21 are configured to adjust the flow rate of oxygen and the flow rate of air so that the temperature is set to 1300 ° C.
  • the temperature of the high-temperature gas supplied to the furnace body 2 can be generally adjusted by the flow rates of oxygen and air, and the temperature of the pyrolysis residue layer can be generally adjusted by the ratio of oxygen and air.
  • the amount of fuel and the amount of air and oxygen introduced into the melting furnace 3 may be increased while increasing the amount of fuel added from the parner 7. In this case, oxygen and air may be blown from the Pana 7.
  • FIG. 8 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification / melting furnace according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the difference between the melting furnace 1-8 of the eighth embodiment and the melting furnace 114 of the fourth embodiment is that the ash can be positively pushed into the furnace body 2 from the outside to perform the melting process. That is. That is, as shown in FIG. 8, the ash injection chute 22 is arranged at a position slightly higher than the high-temperature gas injection port of the gasifier main body 2, and A screw feeder 23 is connected to the upper end of the chute 22 so that ash C can be pushed into the furnace body 2 from the outside so that it can be treated.
  • FIG. 9 shows the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing a waste gasification and melting furnace according to an example.
  • the melting furnace 114 of the ninth embodiment differs from the melting furnace 114 of the fourth embodiment in the following points. That is, a cyclone suspension preheater 24 is provided in the middle of the gas supply pipe 8, and an ash inlet 25 is provided upstream of the cyclone suspension preheater 24.
  • the high-temperature gas Q supplied from the melting chamber furnace 3 into the gasification furnace main body 2 is introduced into the cyclone suspend preheater 24, and is also injected into the gas supply pipe 8 from the input port 25.
  • the ashes are instantaneously heated by the high-temperature gas flowing into the cyclone suspend preheater 24, fall into the melting chamber furnace 3, flow into the furnace, and are melted.
  • the temperature of the high-temperature gas Q is decreased by being used for heating the ash C, and is supplied to the gasification furnace main body 2 at an appropriate temperature.
  • the method of injecting ash from the cyclone suspension preheater 24 into the melting chamber furnace 3 may be as simple as blowing from the inlet 26 as shown in FIG. 9 or as fuel or air from the burner 7. It may be blown together.
  • FIG. 10 is an enlarged central longitudinal section showing another embodiment of the melting furnace.
  • a through hole 28 through which a spray gun 27 of the refractory E for repair can be inserted is formed in the side wall 3 c, and the gun 27 is inserted through the through hole 28. It is loaded and can be moved back and forth and left and right. Then, measuring instruments such as a TV camera (not shown) and a thermometer (not shown) are installed in the space U inside the melting chamber furnace 3 ', and the damaged parts of the refractory wall such as the ceiling are detected.
  • Spray refractory E for repair with gun 27 and repair The operation time of the gun 27 used in this case is about 20 minutes, and the operation is easy. ⁇ With this configuration, the time to stop the operation for repairing the refractory is greatly reduced, and the melting furnace The operation rate of 1 improves.
  • FIG. 11 is a central longitudinal sectional view showing a tenth embodiment of the gasification and melting furnace.
  • the communication openings 2b and 3a between the gasification furnace main body 2 and the melting chamber furnace 3 are not narrowed, It is connected to the gasification furnace main body 2 with the same cross section as the opening, and one side wall 3 d (left side in the figure) of the melting furnace 3 is formed on an inclined surface close to the angle of repose of the pyrolysis residue C.
  • a metal belt conveyor (with a crossbar) 29 is provided along the inclined surface 3d as a transfer device having excellent heat resistance.
  • a slag storage room 30 with an open top is installed below the slag outlet 6, and a metal belt conveyor 31 with excellent heat resistance is also installed in the slag storage room 30, and slag etc. Can be automatically discharged. Furthermore, three burners 7 are provided in the space inside the melting furnace 3, and LP gas or oil is blown from each of the burners 7 as oxygen-enriched air and auxiliary fuel.
  • the furnace walls 1a at the middle part (drying area X) and the lower part (pyrolysis area Y) in the height direction of the gasification furnace main body 2 are each radially outward in a triangular cross section as in the second embodiment. And annular in the circumferential direction The unfilled annular space above the slope formed by the waste A inclined at the angle of repose is formed in the gas headers 32, 33.
  • the gas supply pipe 8 branches from the space inside the melting chamber furnace 3 to the upper and lower gas headers 32, 33, and the respective branch pipes 34.35 are connected.
  • a branch pipe 36 is connected to the section T, and dampers 37, 38, and 39 are interposed in the respective branch pipes 34 to 36.
  • the inlet pipes 40 to 42 for oxygen-containing gas such as oxygen and nitrogen are connected to the furnace top space T and the gas headers 132, 33, and an opening / closing valve 4 is provided in the middle of each of the inlet pipes 40 to 42. 3, 4 4 and 4 5 are interposed. Further, an input port 46 for waste A is opened in the upper furnace wall 2a of the furnace body 2, and a pusher 48 provided with a hopper 47 for inputting waste A is connected to the input port 46. ing.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and thus the same reference numerals are used for the common components, and the description will be omitted.
  • the gasification furnace may be a rotary kiln or the like instead of the shaft furnace / fluidized bed furnace.
  • the melting furnace 1-10 constructed as described above is operated according to the following procedure.
  • the melting method (operating method) of this example was compared with the melting method (hereinafter referred to as the conventional method) using the above-described conventional melting furnace (Japanese Patent Laid-Open No. 11-132432, hereinafter referred to as the conventional furnace). While explaining.
  • the conventional method produces hydrogen and carbon monoxide from the exhaust gas generated from the furnace because the exhaust gas contains relatively large amounts of CO.
  • Dome melting zone 5 3 first 2 view
  • the composition of the exhaust gas calculated predicted from chemical equilibrium at this temperature, CO 1 7%, C_ ⁇ 2 1 4%, a H 2 1 4%, generally consistent with the actual furnace operating data.
  • the amount of LP gas used as auxiliary fuel is about 20% of the total calorific value of waste A. %.
  • the ratio of C ⁇ ⁇ 2 in the composition of the exhaust gas was increased.
  • the combustion temperature of the waste leaf layer B in the furnace body 2 is set lower than in the conventional method. That is, the high-temperature gas Q generated in the melting furnace 3 is introduced into the furnace top space T and the gas headers 32 and 33 together with the oxygen-containing gas, and reacts with the waste layer B in the furnace main body 2 to perform the conventional method.
  • the temperature of the pyrolysis residue generated in the pyrolysis zone Y is slightly higher than in the conventional method, so that the amount of LP gas or oil used as a fuel for auxiliary combustion is reduced.
  • Table 1 shows (1) the amount of LP gas used as auxiliary fuel, (2) the amount of oxygen used in the entire melting furnace, and (3) the amount of reburning gas required to burn exhaust gas, in the conventional method and the operation method of this example. table 1 ⁇
  • the proportion of C_ ⁇ 2 is higher exhaust gas that occur as compared with the conventional method.
  • the temperature required for melting the pyrolysis residue C is 1650 ° C, which is the same as the conventional method.
  • the calorific value per unit of waste A is the same for both, but the LHV (calorific value) of the generated exhaust gas is (conventional method)> (operating method in this example).
  • the amount of carbon in the exhaust gas is the same, but due to a decrease in hydrogen due to a decrease in the amount of LP gas used as auxiliary fuel, the gas capacity becomes (conventional method)> (operating method in this example).
  • the material of the tube equipment of the subsequent boiler and air preheater can be reduced, and inexpensive materials can be used. Dioxin can be reduced.
  • the supply amount of the high-temperature gas Q to the gas headers 32, 33 is adjusted by the damper 37.38 so that the carbon dioxide concentration of the exhaust gas G becomes constant, and the drying zone X and the pyrolysis zone Y are adjusted.
  • the amount of the oxygen-containing gas introduced from the introduction pipes 41 and 42 is determined so that the temperature of the mixture becomes the target temperature. When an oxygen-containing gas is introduced into the furnace body 2, the amount of carbon dioxide generated increases.
  • high-temperature gas Q was introduced into the furnace top space from the branch pipe 36, and oxygen-containing gas was introduced from the introduction pipe 40 and mixed, thereby disposing of the waste gas. This makes it possible to respond to changes in the input amount of substance A over a wide range, and to minimize fluctuations and blow-off of exhaust gas G. Furthermore, if the high-temperature gas Q is introduced into the furnace top space T from the branch pipe 36 at the start of the combustion of the waste A, the combustion can be started regardless of the presence or absence of the waste A.
  • the waste gasification and melting furnace and the operation method according to the present invention have the following excellent effects.
  • the temperature of the waste layer in the furnace body is much lower than that of the above-mentioned prior art melting furnace, and the temperature at which the ash starts melting (softening).
  • the present invention is configured as described above, the two furnace bodies of the melting furnace and the ash melting furnace are integrated, and the char generated in the melting furnace portion is melted in the ash melting furnace portion, and generated there. It is suitable as a stable waste gasification and melting furnace with high thermal efficiency, which can introduce high-temperature combustion gas into the melting furnace and heat and pyrolyze the waste.

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Description

明 細 書 廃棄物ガス化溶融炉と同溶融炉の操業方法 〔技術分野〕
この発明は、 都市ゴミゃ産業廃棄物などを加熱して乾燥、 熱 分解して不燃成分をスラグにして取り出すとともに、 炉内発生 ガスは排ガス処理装置により処理して排気する、 廃棄物のガス 化溶融炉および同操業方法に関する。 詳しくは、 単一の炉にお いて廃棄物を乾燥.、 熱分解して生成する灰を溶融する際のゴミ (廃棄物） のばらつきに起因するシステムの変動や不安定性を 改善した廃棄物ガス化溶融炉およびおよび同溶融炉の操業方法 に関するものである。 〔背景技術〕
この種のガス化溶融炉にはキルンや流動層炉の他に、 一般的 にシャフト炉が用いられている。 シャフト炉には 2つのタイプ があり、 このうち一方のタイプは、 第 1 2図に示すように;!:戸 5 1内へは廃棄物 Aのみを投入し、 炉 5 1の底部から燃料 Rと酸 素富裕空気 Pを燃焼用パーナ 5 2等を介して吹き込み、 廃棄物 Aを加熱溶融するもので、 炉底から導入される高温 （たとえば 1 7 0 0 °C ) の燃焼ガス Qの圧力によって加熱溶融中の廃棄物 Aとがパランスされて、 燃焼ガス Qとの境界である溶融ゾーン がドーム状 5 3に形成される。 そして、 溶融されたスラグ Sは. 流下して炉外へ取り出される。 一方、 燃焼ガス Qは炉内の廃棄 物間 （間隙） を上昇するが、 この上昇する燃焼ガス Qによって 炉内の上部層で廃棄物 Aが乾燥され、 また中間層では乾燥後の 廃棄物 Aが熱分解され、 このとき可燃成分から発生するガス G が排気口 5 5から排気される。 炉 5 1内の廃棄物 Aは乾燥工程 および熱分解工程を経て熱分解残渣が重力下で徐々に炉底付近 まで降下し、 上記したとおり、 そこで高温の燃焼ガスによって 加熱溶融し、 スラグ Sにして取出すものである。
一般にシャフト炉の特長は、 高温状態を効率よく達成するこ とにある。 つまり、 シャフト炉に投入したゴミが燃焼しながら 流下するとともに、 発生したガスが上昇しながら投入されるゴ ミの加熱に使用される。 ゴミである固体は重力にしたがって降 下し、 逆に気体であるガスは軽いので上昇する。 そして直接的 に熱交換されるので、 熱効率がよい。 また、 対流時間が長いの で、 ゴミの質の変動を平均下するという作用がある。
ところで、 上記ドーム状の溶融ゾーン 5 3は、 第 1 4図 （ a ) に示すように、 炉本体内の廃棄物 Aの荷重と、 炉底部から吹き 込まれ炉の上部へ上昇しょうとする燃焼ガス （高温ガス） Qの 圧力とがバランスしているときにはドーム状に保たれている。 しかし、 廃棄物 Aに含まれている不燃物の形状ゃゴミ質によつ ては第 1 4図 （b ) に示すようにドーム面 5 3が乱れて燃焼ガ ス Qの一部がドーム面 5 3を突き破って吹き抜ける場合がある。 その他、 ゴミの中には種々の変動要因が存在する。 たとえば 水分の多いゴミが投入されると、 水蒸気が盛んに発生する。 廃 棄物がプラスチックであると、 ガスの発生量が大幅に増えたり、 炉壁に溶融した廃棄物が付着するなどの原因になり、 またシー ト状ゃ板状の廃棄物が含まれる場合には、 ガス流れの偏りが起 こり、 廃棄物の質の高低 （すなわち、 発熱量の大小） は発生ガ ス量の増加や減少乃至発生ガス温度の高低となって反応の乱れ の要因になっている。 その結果、 炉の一部分に付着物が生じ、 その上部に位置する廃棄物層が流下せず棚吊り状態となり、 や がて下部に空洞ができて棚が支えられなくなってスリップする、 いわゆる棚落ち現象が生じる場合がある。 そして、 これらの影 響でドーム状の溶融ゾーン 5 3が破壊される場合がある。
このように、 炉 5 1内の廃棄物 Aと底部から上昇する燃焼ガ ス Qとによる反応が乱れ、 その結果炉から排気される排ガス G の量や組成などが変動する。
シャフ ト炉方式の他のタイプは、 第 1 3図に示すように廃棄 物 Aとともに石灰石 Mおよびコークス Nを投入シュート 6 4よ り投入して乾燥 · 熱分解させたのち、 炉 6 1の底部付近から酸 素ガス Oおよび空気 Pを吹き込んで継続的に燃焼させる。 投入 した廃棄物 Aは多量の水分 （たとえば 3 0〜 5 0 % ) を含むも のがあるため、 炉 6 1内の上部層で下方からの燃焼ガス Qで水 分を蒸発させて乾燥させたのち、 その下方の中間層で熱分解し て廃棄物中の可燃成分をガス化させたうえ、 熱分解残渣を炉の 下部層で酸素〇および空気 Pを羽口 6 3と羽口 6 2から吹き込 むことによって積極的に燃焼して加熱溶融させ、 スラグにして 出滓機 6 5等により取出すとともに、 主に熱分解時に発生する 可燃ガス Gを排気口 6 6から排気するものである。 この可燃ガ スは燃料として使用され、 ボイラ等により蒸気を発生させ、 蒸 気タービンにより発電機で発電するとともに、 不要な排ガスは 処理装置により処理した後に炉外に排気される。
前記キルン式や流動層式のガス化溶融法においては、 乾燥お よび熱分解をキルン乃至流動層で行ない、 生成した未燃チヤ一 と不燃成分を高温に加熱して溶融する。
その他、 上記したガス化溶融炉方式とは別に、 スト一力炉方 式の廃棄物燃焼装置があるが、 この方式の場合には廃棄物の燃 焼後の残渣が灰として生じる。 従来は、 その灰を埋めるなどの 処理を行なっていた。 近年、 公害に対する規制の強化に伴ない. その灰を別の灰溶融炉で溶融処理してさらに容積を削減し、 ま た重金属が外部に溶出しにくいようにスラグ化すべきである状 況に変化しつつある。 また、 灰溶融炉は灰を安定して溶融でき るという長所がある反面、 溶融時に発生する高温のガスを廃棄 物の処理用として有効に利用できないという短所がある。 シャ フト炉方式においては、 ゴミの保有する熱で単一の炉で溶融と ガス化が行なわれるので、 この観点からシャフト炉方式が有利 である。
また、 従来より下記のような技術が提案されているが、 それ らの技術についても下記のような問題が残されている。
1 ) 特開平 1 1— 2 1 8 3 1 3号公報に記載のように、 廃棄 物を卜ンネル式の加熱 ·熱分解炉にて約 6 0 0 °Cで加熱して熱 分解したのちに生じる熱分解残渣 （可燃物を含む） を、 シャフ ト炉式溶融炉に投入し、 その熱分解残渣中に酸素ガスを吹き込 んで燃焼 ·溶融する構造のものが提案されている。 この装置の 場合、 間接加熱方式のため設備費が膨大になることから、 たと えば卜ンネル式加熱炉が 1 5 0 t o n / d a yの標準規模の設 備において、 幅 ： 1 . 5 m， 高さ ： 0 . 5 m， 長さ ： 1 0数 irf などと大きくせざるを得ない。 さらに、 このような厚い廃棄物 層を熱が伝導する速度は、 シャフト炉方式の直接加熱形式に比 ベて極めて遅く、 トンネル炉の熱効率が極めて悪いために、 多 量の加熱燃料を必要とする。 しかも、 シャフト炉式溶融炉内に おける溶融反応ゾーンについては、 上記したのと共通の問題を 抱えている。 つまり、 溶融炉 6 1内の下部に降下した熱分解残 渣中に羽口 6 2と 6 3より多量の酸素ガスなどを吹き込むため, 吹き込まれたガスが熱分解残渣と接触する部分が溶融して第 1 5図 （ a ) のように溶融膜 6 8が形成されるが、 付近の熱分解 残渣の性状の変化、 たとえば瀬戸物の破片が存在すると、 溶融 反応ゾーン 6 7が第 1 5図 （b ) のように乱れ、 その結果燃焼 溶融が不安定になり、 その影響が排ガスの量や組成の変動とな つて現れる。
2 ) 特開平 1 1 一 1 3 2 4 3 2号公報に記載のように、 溶融 炉内で加熱 · 熱分解された熱分解残渣を炉の下部の縮小径口部 で形成されるドーム状溶融ゾーンにて、 酸素ガスと接触させて 燃焼 ·溶融させる構造のものが提案され、 かつ長年にわたり正 常に運転された実績がある。 この装置では、 上記したように熱 分解残渣中に混在する高い融点の異物、 たとえば瀬戸物の大塊 な破片がドーム状溶融ゾーンに到達したときに、 第 1 4図 （b ) のように溶融ゾーン 5 3の一部が破れて下方から吹き込まれた 燃焼ガス Qが破れた箇所から、 上方の未燃分解層に侵入するこ とから、 炉内全体の反応が乱れる。 その結果、 炉頂部から排気 される排ガスの流量や性状が変動するなど操業が不安定になる。 以上のように、 シャフト炉方式の溶融炉ではいずれのタイプ であっても、 廃棄物の質に因る乱れが生じることがあり、 その 結果として排ガスが変動することにより種々の問題が生じる。 たとえば、 排ガスを燃焼させてポイラにて蒸気に熱回収し、 そ の蒸気を蒸気タービン発電機に導入して発電する場合、 もし上 記排ガスの流量や性状が変動すると蒸気タービンへ送り込まれ るべき蒸気量が急激に変動することになる。 このように蒸気変 動が大きい場合はタービンそのものに機械的ダメージを与え、 かつ仮に機械的に問題がなくとも蒸気変動に伴い発電量が急激 に変動することになり、 そのような電力変動は電力網に悪影響 を与える。 これを防止するためには、 余分の蒸気をコンデンサ (擬縮器） へ直接入れて熱を捨てるなどの無駄を行うことにな るので、 不経済である。 また、 排ガスはダイォキシンや窒素酸 化物や塩素あるいは硫黄酸化物などを含んでいるためにガス中 に薬品を注入するなどの方法でそれらの有害物質を除去してい るが、 もし排ガスが急激に変動すると薬品の注入量は常用値よ りも常に多くしなければならず、 そのために無駄となるだけで はなく、 最終廃棄物が増加する。 したがって、 埋め立て地の確 保がだんだん困難になっている現状下にあって大きな問題であ る。 また、 一般に炉ガスは可燃性であるために空気を混合して 燃焼させる際、 ガスが変動すると、 もし空気量が少ないと未燃 C〇が環境規制値をオーバーするおそれがあるので、 あらかじ め多めの空気を混入することが必要になる。 その結果、 燃焼排 ガスが多くなり、 設備費が高くなるだけではなく、 ボイラで熱 回収する際に出て行く廃熱が多く、 結局熱回収率が悪くなる。 さらに、 燃焼が安定しないと N O x が発生するので、 それを除 去するための尿素水等の薬品消費量が多く必要になる。 さらに. 排ガスが変動しても対応できるのに十分な設備容量を確保しな ければならず、 結果、 設備費が高くなる。 このように廃棄物の 処理設備ではいかにしてプロセスを安定させるかが重要である にも拘わらず、 従来の技術では完全に対応できない。
3 ) 上記公報に記載のいずれのシャフト炉方式の溶融炉にお いても、 炉内で高温 （約 1 4 0 0〜 1 6 0 0 °C ) の領域を形成 して加熱 ·溶融させるので、 この領域が乱れて異常な状態にな ると、 たとえば熱分解残渣の溶融部が炉内壁に付着して操業の 継続を阻害することがあるので、 稼働率が低下する。
4 ) 上記 3 ) に記載の理由により、 炉内の耐火物が溶融スラ グゃ高温ガスに晒されて損傷し易く、 また損傷した耐火物を補 修するには、 内部の廃棄物を取り除いたうえで炉内の温度を下 げてから行なう必要がある。 このため、 装置の稼働率が低下す る。 さらに、 苛酷な条件下で耐火物の損傷に対処するためには， 炉壁を水冷壁にして、 水冷壁に薄い耐火物を貼ることによりス ラグ自身の付着と溶融平衡 （セルフコーティング） 効果を利用 することがある。 この場合には熱的ロスが膨大になる。
5 ) 第 1 6図に示すように、 上記したストーカ炉方式の廃棄 物燃焼装置により生成された焼却灰 Dを、 投入シュート 7 3よ り炉 7 1内に投入して、 燃焼用パーナ 7 2により燃料を酸素富 化空気などとともに吹き込んで加熱 ·溶融する構造の溶融炉が ある。 この溶融炉では、 上記したように焼却灰 Dを安定して溶 融しスラグ化できるが、 溶融に供されたのちの高温ガス Qはそ のままの状態で炉から排出されるので、 ボイラ等により熱回収 する以外の利用方法はない。 いいかえれば、 その高温ガス Qを 廃棄物の乾燥や熱分解に利用したり、 焼却灰の予熱に使用した りできないため、 熱効率が悪い。 また、 上記の燃焼パーナに代 わり、 電気アークやプラズマにて焼却灰を溶融する方法がある が、 電力消費量が多くて不経済である。
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、 上記したシャフ ト炉方式の従来の溶融炉と灰溶融炉との 2つの炉体 （プロセス） を有機的に結合して一体化し、 従来の溶融炉部分で生成したチ ヤー （熱分解残渣もしくは焼却灰） を灰溶融炉部分で溶融し、 そこで発生した高温の燃焼ガス （以下、 高温ガスともいう） を 溶融炉部分へ導入 （供給） して廃棄物を加熱 · 熱分解すること により熱効率の良い安定した廃棄物ガス化溶融炉 （プロセス） を提供しょうとするもので、 併せて従来の溶融炉で使用されて いる高価なガス燃料に代わって安価な油を燃料として使用でき る廃棄物ガス化溶融炉の操業方法を提供することを目的として いる。
〔発明の開示〕
上記目的を達成するために本発明の請求の範囲第 1項にかか る廃棄物ガス化溶融炉は、 炉内に上方から廃棄物を順次投入し て高温ガスにより乾燥させたのち熱分解させるためのシャフト 炉形式又は流動層形式のガス化炉本体と、 該ガス化炉本体の下 端排出口に一体に連設され、 前記廃棄物の熱分解残渣を受け入 れ、 該熱分解残渣の傾斜面に向けて加熱溶融用パーナを備えた 溶融室炉とを備え、 前記溶融室炉には、 溶融したスラグと金属 との溶融物を取り出すための取出口を設けるとともに、 溶融室 炉内において前記熱分解残渣の加熱 ·溶融時に発生した高温ガ スを前記ガス化炉本体へ供給する機構を設けていることを特徴 としている。
上記の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉によれば、 この溶融 炉の中で熱分解残渣の加熱溶融に高濃度酸素および燃料がパー ナを経由して吹き込まれ、 熱分解残渣中に残存する炭素ととも に、 燃焼することで約 1 6 5 0 °Cの高温を得て該残渣中の不燃 分を溶融スラグ化する。 酸素は理論燃焼量より過剰に供給する ものとし、 前記残渣中の金属塩類は酸化されて、 たとえば鉄は 酸化鉄、 銅は酸化銅の形で溶融 ·混合状態で排出できる。 酸素 を不足状態で供給すれば還元炎となり、 前記残渣中の金属が溶 融金属となるときは、 スラグよりも重いのでスラグの下部に蓄 積される。 本発明は基本的に酸化雰囲気であり、 そのため、 溶 融金属は酸化されるので単独で有用な工業上の用途はなく、 ス ラグから別途溶融金属を分離する必要はない。 たとえば、 溶融 金属はスラグとともに路盤敷石等の用途に利用することができ る。
また、 溶融室炉内で熱分解残渣の溶融に使用されたのちの高 温ガスを炉本体に供給し、 廃棄物の乾燥や熱分解に供するので. 高温ガスの保有する顕熱の大部分は廃棄物との反応に利用され. 炉から排気される排ガス温度はたとえば 3 0 0 °C程度まで下が るので、 従来の溶融専用の炉 （第 1 6図参照） に比べてェネル ギ一の無駄がなく、 シャフト炉式溶融炉のもつ熱効率の良さを 引き継げるから、 燃料消費、 電力消費ならびに酸素消費がとも に少なく、 ランニングコストが安い。
一方、 上記溶融に使用されたガスに酸素を残し、 排出ガス温 度がおよそ 3 0 0 °Cとなるようにガス化炉本体に供給すること により、 該残渣の温度を 8 0 0 °C前後の、 該残渣が溶融 · 付着 しにくい温度に保つことができる。 すなわち、 ガス化炉本体内 では溶融させないため、 従来のシャフト炉式溶融炉で起こり易 かったところの熱分解残渣の異常付着や棚吊り現象等が発生せ ず、 操業が安定して行なえ、 とくにガス化炉本体内の耐火物の 寿命が飛躍的に延び、 設備の稼働率が向上する。 また溶融室炉 がガス化炉本体とは別個に存在し、 溶融室炉内の空間部の耐火 物だけが主として損傷するから、 補修用耐火物を吹き付けるこ とによって簡単に補修でき、 稼働率が極めて高い。 しかも、 装 置全体の構造が簡単で、 操作が簡単で、 運転および保守が容易 である。
したがって、 単位時間あたりの廃棄物の投入量の変動範囲が 拡がっても安定して操業できる。 また炉頂からの排ガスの流量 および性状が安定するから、 排ガスの適正な処理が可能になる, つまり、 ガス化溶融炉の操業のポイントである発生ガス流量と ガス組成および温度が安定するので、 突然のガス変動に対応す るための過剰空気の割合を最小限に抑えることができる。 この ため、 一酸化炭素の異常発生が抑えられ、 かつダイォキシンや N O x、 S〇xの発生が抑えられ、 このため尿素や活性炭や消石 灰などのガス清浄薬品消費量を少なくでき、 飛灰の量も低減で きる。 また、 排ガスの量と性状がそれぞれ安定するため、 たと えばボイラと蒸気タービン等の発電設備により安定した良質の 電力が得られる。 さらに、 混入する過剰燃焼用空気量を削減で きるので、 廃熱ボイラから発生した蒸気を有効に利用でき、 そ の大部分を蒸気タービンへ送り込めるから、 より高効率の発電 が可能になる。 なお、 バ一ナとしては、 化石燃料や各種ガス燃 料を燃焼させる方式のみならず、 プラズマ方式でもよい。
請求の範囲第 2項に記載のように、 前記溶融室炉から前記ガ ス化炉本体への高温ガス供給路に、 酸素又は酸素富化空気 （酸 素含有ガスともいう） の導入路を接続し、 前記ガス化炉本体へ 供給される高温ガスの温度を下げるとともに、 酸素濃度を高め られるように構成することが好ましい。
請求の範囲第 2項記載の溶融炉では、 ガス化炉本体内に供給 される高温ガスに常温の酸素含有ガスを吹き込むことにより高 温ガスの温度を下げることができる。 この結果、 高温ガスの供 給経路にあるガス供給管ゃダク トゃヘッダーなどの、 内壁に貼 られている耐火物の損傷を防止できる。 また、 炉本体内に外部 から常温の酸素含有ガスを直接に吹き込んでも廃棄物とは十分 には反応しにくいが、 高温ガスとともに高温状態で酸素含有ガ スを吹き込むことにより、 廃棄物を酸素と反応させて部分燃焼 させられる。 この酸素の吹込量が多いと混合ガスの温度は低下 するが、 廃棄物との反応熱でこの部分の温度が上昇する。 熱分 解残渣が軟化しない温度になるように酸素の吹込量を調整すれ ば、 溶融室へ前記残渣を安定的に供給させられる。
請求の範囲第 3項に記載のように、 前記溶融室炉から前記ガ ス化炉本体へ高温ガスを供給するために、 前記ガス化炉本体と 前記溶融室炉との接続箇所に供給路を設けるか又は前記ガス化 炉本体内の下部と前記溶融室炉内の空間部とをダク トにより接 続することができる。
請求の範囲第 3項記載の溶融炉では、 溶融室炉で発生した高 温ガスをガス化炉本体へ供給し、 廃棄物の乾燥や熱分解に供す ることができるので、 高温ガスの保有するエネルギーを無駄な く利用でき、 熱効率が高い。
請求の範囲第 4項に記載のように、 前記ガス化炉本体と前記 溶融室炉との接続箇所付近に、 スクリュー式 · 回転羽根式 · プ ッシャ一式などの熱分解残渣送り出し機構を配備することが望 ましい。 該残渣は溶融室炉で溶融処理された量に見合う量だけ 安息角にしたがって重力降下するので、 連続的に供給される。 しかし、 粗大な異物や棚吊りなどの異常な閉塞に備えることが 望ましい。
この構成により、 ガス化炉本体内で生成される熱分解残渣を 送り出し機構により定量ずつ溶融室炉内に送り出したり、 溶融 室炉内における熱分解残渣の溶融状況に応じて送り出し量を調 整したりできる。
請求の範囲第 5項に記載のように、 前記溶融室炉内に、 熱分 解残渣に対し酸素含有ガスを吹き込むための羽口を設けること ができる。
この構成により、 溶融室炉内に堆積している熱分解残渣に酸 素などの酸素含有ガスを羽口から吹き込んで燃焼させ、 溶融温 度近くまで加熱させることができるから、 たとえば、 供給過剰 の酸素量を調整してガス化炉本体で生成する熱分解域の温度を たとえば 8 0 0 °C前後に調節できる。
請求の範囲第 6項に記載のように、 前記溶融室炉から前記ガ ス化炉本体へ供給される高温ガスの温度を 1 0 0 0〜 1 3 0 0 °Cに調整するとともに、 前記ガス化炉本体内に投入されて乾燥 された廃棄物が 5 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて加熱されて熱分 解残渣が生成されるように酸素量の供給量を調整するための制 御装置を配備することが好ましい。
この構成により、 水分を除去して乾燥させたのちの廃棄物を 5 0 0〜 1 0 0 0 °Cの範囲内に制御するから、 廃棄物中の可燃 成分を熱分解するのに最低必要な 5 0 0 °Cの温度が確保され、 また 1 0 0 0 °C以下であるから熱分解された残渣 （灰） が軟化 し始めるおそれがない。 さらに、 溶融室炉内で発生する高温ガ スは 1 6 5 0 °C前後あって非常に高温であるが、 1 0 0 0〜 1 3 0 0 °Cの範囲に高温ガスの温度を下げるので、 供給経路にあ ガス供給管ゃダク トゃヘッダーなどの内壁に貼られている耐火 物の品質および寿命の問題が解消される。
請求の範囲第 7項に記載のように、 前記溶融室炉から前記ガ ス化炉本体へ供給される高温ガスの温度が 1 0 0 o °c以上で、 前記ガス化炉本体内の廃棄物が 8 0 0 °C以下の温度にて加熱さ れて熱分解残渣が生成されるように高温ガスの温度および供給 量を調整することが好ましい。
請求の範囲第 7項記載の廃棄物ガス化溶融炉では、 ガス化炉 本体内の廃棄物が 8 0 0 °C以下の温度にて加熱されて熱分解残 渣を生成するので、 ガス化炉本体での熱分解残渣の異常付着や 棚吊り現象がなく、 操業が安定するうえに、 耐火物の寿命が飛 躍的に延びる。
請求の範囲第 8項に記載のように、 前記ガス化炉本体の高さ 方向の中間部より下方に、 灰等の不燃物又は汚泥の装入口を設 けるとともに、 該装入口の近傍にスクリュー式 · 回転羽根式 · プッシャ一式などの押し込み機構又は随伴用ガスの吹き込み機 構を付設することができる。
請求の範囲第 8項記載の廃棄物ガス化溶融炉では、 灰等の不 燃物又は汚泥が炉の中間部内の廃棄物層内に押し込み機構又は 随伴用ガスの吹き込み機構によって装入され、 この装入位置よ り上方に堆積している廃棄物がフィルターの役目をするので、 灰等が飛散することなく、 炉本体内に供給される高温ガスによ つて効率よく加熱される。 このように、 本請求の範囲第 8項に かかる発明では、 多種多様な廃棄物を効率よく処理できる。 請求の範囲第 9項に記載のように、 前記溶融室炉に、 不燃物 を単独あるいは燃料および酸素含有ガスとともに吹き込むため の吹込口を設けることができる。
請求の範囲第 9項記載の廃棄物ガス化溶融炉によれば、 灰な どを直接に溶融室炉内に装入し、 熱分解残渣とともに溶融して スラグ化できる。
請求の範囲第 1 0項に記載のように、 前記溶融室炉から前記 ガス化炉本体への高温ガス供給路の途中にホッ トサイクロンを 介設し、 該サイクロンの入口部又は該サイクロン内に灰等の不 燃物あるいは汚泥の投入口を設けるとともに、 前記サイクロン から前記溶融室炉へ前記サイクロンによる補集物の送給路を設 けることができる
請求の範囲第 1 0項記載の廃棄物ガス化溶融炉では、 ホッ ト サイクロン内に吹き込まれる灰や汚泥等が高温ガスと接触し、 瞬時に加熱されたのちに、 溶融室炉内に装入されて効率よく溶 融される一方、 ホツ トサイクロン内の高温ガスは灰や汚泥等に よって熱が奪われ温度が低下した状態で炉本体へ供給されるの で、 供給管やヘッダーを損傷させにくく、 また炉本体内の耐火 物の損傷も防止される。
請求の範囲第 1 1項に記載のように、 前記溶融室炉内に、 前 記加熱溶融用パーナにより加熱溶融中の熱分解残渣層の溶融流 過速度やレベルを適正に保っためのレベル計側装置として、 ェ 業用テレビカメラ、 マイクロ波測定装置あるいは放射線式測定 装置のいずれかを配備することができる。
請求の範囲第 1 1項記載の廃棄物ガス化溶融炉によれば、 レ ベル計測装置による計測によって溶融室炉内でパーナにより加 熱溶融中の熱分解残渣層のレベルを適正に保つことができるか ら、 熱分解残渣を確実にかつ正確に溶融してスラグ化できる。 またテレビカメラを配備しておけば、 スラグの生成 ·流下状況 を把握できることはもちろんのこと、 溶融室炉内の耐火物の損 傷状況等も観察できるので、 補修時期を正確に把握できる。 請求の範囲第 1 2項に記載のように、 前記溶融室炉壁に、 補 修用耐火物吹付け装置の装入孔を設け、 前記溶融室炉内の耐火 物の損傷部位を外部から補修できるように構成することが好ま しい。
請求の範囲第 1 2項記載の廃棄物ガス化溶融炉によれば、 天 井部などの耐火物壁の損傷箇所を検出し、 補修用耐火物を吹き 付け装置としてのガンにより吹き付けて補修することができ、 しかもガン使用時問は 2 0分程度であり、 操作も容易である。 また、 耐火物の修理のために操業を停止する時間は従来の溶融 炉に比べて大幅に短縮されるので、 設備の稼働率が向上する。 請求の範囲第 1 3項に記載のように、 前記ガス化炉本体の高 さ方向の中間部付近において、 炉内壁を直ぐ上方の部分に比べ てテーパー状に急激に拡大するか又は縮小するかして廃棄物が 充填されない環状空間部を形成し、 前記溶融室炉から前記ガス 化炉本体へ供給する高温ガスを前記環状空間部へ導くようにす ることができる。
この構成により、 炉の外部に配備されるヘッダーダク トに代 えて、 炉本体の一部としてガスヘッダーを炉内に設けることが できるので、 設備の構造が簡単になるとともに、 ヘッダーの耐 久性も向上し、 また炉内に設けられているから、 供給ガスの熱 的ロスも少ない。 さらに、 高温ガスを廃棄物層へ均等に導入で きる。
請求の範囲第 1 4項に記載のように、 前記溶融室炉内に堆積 している熱分解残渣層と接する内壁に複数のガス吸込口を設け. 該各ガス吸込口を前記ガス供給管へ連通させることが好ましい, 請求の範囲第 1 4項記載の廃棄物ガス化溶融炉によれば、 溶 融室炉内で発生する高温ガスを空間部からではなく熱分解残渣 層を通過させて炉本体内へ供給できるから、 高温ガスを熱分解 残渣の予熱に利用できる。 また、 各ガス吸込口を熱分解残渣層 表面からたとえば約 1 0 0 0 mmの深い位置に設定すれば、 各 吸込口内に流入するガス流速が遅くなつて、 熱分解残渣が高温 ガス中に同伴され飛散して混入するのを削減させられる。
請求の範囲第 1 5項に記載のように、 前記ガス化溶融室炉本 体が流動層炉であって、 該炉本体内に循環する砂などの流動媒 体からふるい分けした熱分解残渣層と前記ガス化炉本体内で発 生した炉頂ガスに随伴する残渣とサイク口ン等で回収した煤塵 とを、 前記溶融室炉へ供給することができる。
請求の範囲第 1 5項に記載の廃棄物ガス化溶融炉のように、 供給するゴミ量よりも多量のチヤ一 （炭素や灰分からなる） を 循環すると、 供給するゴミ中の水分や不可燃分の変動に因る燃 焼の変動を平均化して吸収 （つまり、 変動幅を小さく） できる, よって、 燃焼が安定化する。
請求の範囲第 1 6項に記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法 は、 前記ガス化炉本体内の上部に 0 . 5〜 2 . 5の空気比で空 気、 酸素あるいは酸素富化空気等の酸素含有ガスを外部から付 加して炉頂部から排気される排ガスの温度を、 8 0 0〜 1 1 0 0 °Cの温度まで上昇させるため、 前記ガス化炉本体内に外部か ら導入する N 2 + 0 2の流量および前記ガス化炉本体内に前記溶 融室炉内から供給する高温ガスの流量を調整し、 前記排ガス （ ガス化炉本体の廃棄物層から出てくるガス） の C〇2 濃度を高 濃度に制御することを特徴とするものである。 前記ガス化溶融還元炉において、 前記排ガスの温度をたとえ ば 3 0 0 °Cで制御した場合で熱分解残渣の温度が 8 0 0 °Cにな つているとき、 酸素量を増やすことで熱分解残渣の温度が上昇 すれば、 前記排ガスの温度を上昇させることができる。 しかも. 前記排ガスの温度を 5 0 0 °C以下にすることで、 吹き抜けた空 気や酸素によりゴミ （廃棄物） が燃え上がることがなく、 安定 したガス化が行なえる。 多くのガスの自然発火温度が 7 0 0 °C 前後であるため、 火炎を生じないで、 部分燃焼する安全な温度 は、 ゴミの質の変動等を考慮に入れると、 上記のとおり 5 0 0 °C以下にすることが望ましい。 ガス化領域からでてくるガス化 ガスの温度を低温の 3 0 0〜 5 0 0 °Cとすれば、 C〇2 が C〇 より多くなることから、 本請求の範囲第 1 6項では、 少ない助 燃量を目指すため、 ガス化ガスの温度を低温にしている。
前記ガス化炉本体のゴミから発生する前記部分燃焼ガスに外 部からさらに酸素又は空気を吹き込んで、 燃焼排ガスを再燃焼 させることができる。 このとき、 ゴミの発熱量によって前記部 分燃焼ガスの発熱量が異なるので、 発熱量が高いときには空気 比を上げる。 さらには処理済みの冷たい燃焼排ガスを再循環す ることで前記部分燃焼ガスの発熱を希釈して 8 0 0〜 9 5 0 °C にすることができる。 たとえば、 水を噴霧して温度を調整する 方法を用いることもできる。
再燃焼温度を最終的に 8 0 0〜 9 5 0 °Cの範囲内にするため. ガス化炉頂部において外部から酸素又は空気を加えて 7 0 0〜 8 0 0 °Cの自然燃焼温度域で燃焼させれば、 油、 タール、 有機 物などの燃焼が進行し、 ガス分析用の導管、 圧力計の導圧管な どの閉塞がなくなるので好ましい。 この場合、 さらに後続の再 燃焼炉において、 空気比、 酸素量、 排ガス再循環量の噴霧水量 を調整することで、 最終的に 8 0 0〜 9 5 0 °Cの再燃焼温度を 実現できる。
この方法によれば、 あらかじめ 7 0 0〜 8 0 0 °Cに燃焼温度 を制御しているので、 後続の再燃焼の調整が容易である。 あら かじめガス化ガスに含まれる炭化水素や一酸化炭素、 水素など の可燃性ガスが自然発火点 （着火温度） 以上であり、 常温の空 気又は酸素を吹き込むことで容易に完全燃焼されるので、 パー ナのような複雑な構造が不要になる。 空気又は酸素の吹き込み 方向を注意しておけば、 飛散灰分の炉壁への溶融付着や堆積な ども容易に回避できる。
また、 この方法によれば、 燃焼温度を一定化できるので、 不 完全燃焼による C〇の発生もない。 高温度過ぎることで、 N〇x の発生が増加することもない。
この廃棄物ガス化溶融炉の操業方法によれば、 排ガスの再燃 焼の温度が 8 5 0〜 9 0 0 °Cに低下することで、 後続のボイラ や空気予熱器の管機材の材質を落とせ安価な材料が使用できる ようになり、 かつダイォキシンの低減が図れる。 結果的に、 炉 本体内での廃棄物層の燃焼温度が従来法に比べて低くなる一方、 熱分解域について生成される熱分解残渣の温度が従来法よりも やや高くなるので、 助燃燃料としての L Pガス使用量が削減さ れ、 また排ガスの発熱量も減少する。 したがって、 燃焼用空気 の供給量が減少するので、 排ガスの発生量も減少する。
請求の範囲第 1 7項に記載のように、 前記溶融室炉内で発生 した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体内の廃棄物層の上面付 近に導き、 空気、 酸素あるいは酸素富化空 等の酸素含有ガス を加えて燃焼させ、 炉頂から排気される排ガスの温度を調整す ることができる。
請求の範囲第 1 7項記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法に よれば、 ガス化炉において廃棄物の有無に関係なく燃焼を開始 して操業できる。 また排ガスの温度を一定に維持できるから、 廃棄物の投入量の変化に広範囲で対応させたり、 排ガスの変動 や吹き抜けを最小限に抑えたりできる。
請求の範囲第 1 8項に記載のように、 前記溶融室炉内で発生 した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部へ 導き、 さらに前記ガス化炉本体内の廃棄物層の上面付近に空気. 酸素あるいは酸素富化空気を加えて燃焼させる前記溶融室炉内 で発生した高温ガスを前記溶融炉本体の高さ方向の中間部へ導 き、 空気、 酸素あるいは酸素富化空気などの酸素含有ガスを加 えて燃焼させてもよい。
請求の範囲第 1 8項記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法に よれば、 炉本体内で廃棄物の乾燥や熱分解に使用するガスの温 度や性状を任意に調整し、 効率のよい操業が可能になり、 廃棄 物の投入量の変化に広範囲で対応させたり、 排ガスの変動や吹 き抜けを最小限に抑えたりできる。
請求の範囲第 1 9項に記載のように、 前記ガス化溶融室炉内 で発生した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体の高さ方向の中 間部で高さ方向に間隔をあけた複数の箇所へ導き、 さらに前記 ガス化炉本体内の廃棄物層の上面付近に空気、 酸素あるいは酸 素富化空気を加えて燃焼させることもできる。
請求の範囲第 1 9項記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法に よれば、 請求の範囲第 1 8項の操業方法と同様の効果が生じる が、 この効果が炉本体内のほぼ全域に及ぶので、 より有効であ る。
請求の範囲第 2 0項に記載のように、 前記ガス化炉本体の廃 棄物層から発生する排ガス中の C O / C O 2 比に応じてガス化 炉本体へ送り込む全酸素流量を制御することができる。 いいか えれば、 前記ガス化炉本体の廃棄物層から発生する排ガス中の C〇ZC〇 2 比に応じてガス化炉本体へ送り込む全酸素流量を C 0/C〇 2 比の変化が最小限に抑えられるように調整するこ とが好ましい。
請求の範囲第 20項に記載の発明によれば、 以下のような作 用効果を奏する。 つまり、
( 1 ) 従来はゴミの質の高い （発熱量の大きい） 時は空気比を 上げることで燃焼温度が過大にならないように対応されてきた < そのほか、 ゴミのばらつきに因り、 燃え方が必ずしも一様でな いために、 燃焼排ガスの温度、 流量の変動が生じる不都合があ つた。
(2) そこで、 請求の範囲第 2 0項に記載の発明は、 部分燃焼 ガスのガス組成 （CO、 C02、 H2、 H20、 CH4) に着目し て検討した結果、
(a) C〇/C〇2 比が大きい時に部分燃焼ガス （すなわち、 ガ ス化炉本体の廃棄物層から出てくるガス） の発熱量が大きくな り、 逆に C〇 / C O 2 比が小さい時、 発熱量が低くなるという 相関関係を見出したことに基づくものである。
(b)このプロセスでは部分燃焼ガスを後続の工程で空気を加え て再燃焼するのであるが、 N〇x や高温腐食を抑えるためには 高すぎない温度で、 逆にダイォキシンや COの発生を抑えるた めには高い温度で完全燃焼させねばならないことから、 通常は 8 50〜 9 50 °Cの範囲で焼却させる。
(c)再燃焼温度を一定に保っために水噴霧量、 空気比、 排ガス 再循環量の制御が行われるが、 これらは排ガスの量の変動を伴 う方法である。
(d) CO/CO 2 比を一定に保っためにガス化炉本体に送り込 まれる全酸素の流量を調整すればよいことが判明した。
(e)たとえば、 発熱量が急に上昇したり、 ゴミのパラツキによ りゴミの燃焼が盛んになったりした時、 燃焼温度が上昇しかつ 発生ガス量が.増加するので、 酸素の供給を絞ることで抑制でき る。
(f)逆にゴミの発熱量が低下したり、 燃焼が不調になったりし た時、 酸素供給量を増加すれば発生ガス量が増大し、 燃焼温度 も回復できる。
(g)ガス化炉内の廃棄物層から出てくるガス中に含まれる C〇 zco2 比が大きい時には上記ガス流量が大きく、 COZC O: 比が小さい時には上記ガス流量が小さくなる。
）よって、 再燃焼する直前のガス化ガスの流量は、 間接的に C 0/C〇2 比を一定にするようにガス化炉本体への全酸素供 給量を調整することで制御できることが判った。
(i) C O、 c o2 は赤外線分光分析などによって速読的に計測 可能である。 また両者の比 （c〇/co2 比） で扱うので、 ト ラブルに対して誤動作が少ないという利点もある。
(j)このプロセスはガス化炉本体に相当量のゴミを蓄積してい るので、 ガス化反応の変動の周期は 1時間当り 1 0回程度であ る。 この周期は、 上記（i) における赤外線分光分析装置のガス のサンプリングの遅れ （約 1 0秒） より十分長い周期であり、 ガス組成 （C OZC〇2 比） の酸素供給量による制御に採用で きる。
(k)前記残渣の溶融用に用いられる酸素は溶融状態 （スラグの 流れ） をモニタ一しながら略一定に保てば、 一定の溶融状態を 維持できる。 また、 スラグの溶融に要する酸素量はガス化炉本 体へ供給する量より少ないので、 外乱にはなりにくい。
(1)このようにガス化炉発生ガスを後工程で再燃焼する時、 再 燃焼温度と空気比を調整しながら、 しかもガス化ガスの組成と ガス量を概ね一定にすることができる。 そして、 最終的に再燃 焼排ガスの流量をほぼ一定にすることができる。
(III)いいかえると、 本発明ではゴミの発熱量の高い時はゴミの 焼却能力を抑制し、 逆にゴミの発熱量の低い時にはゴミの焼却 能力を増大することになる。
(n)従来の焼却炉では燃焼排ガス量を制御する効果的な方法が なく、 ゴミの変化に応じてゴミの投入をこまめに行うことによ つて、 良好かつ均一な燃焼を図ってきた。 しかし、 本発明によ り単にガス化ガスの組成を一定にするようガス化用の酸素供給 を制御することで最終的に再燃焼排ガスの温度と流量を制御で きる。
(0)ゴミのバラツキに因る従来の焼却炉の排ガス量の変化は、 本発明ではゴミの処理能力の変化になる。 すなわち、 発熱量の 高いゴミは処理能力を減少し、 発熱量の低いゴミは処理能力を 増大する。 従来の焼却炉が十分大きなゴミ受入ホッパおよび十 分な滞留時間が保てるだけの炉の容量を有していたために、 ゴ ミの燃焼状態の変化はある変化幅の内に収まることが知られて いる。 一方、 本発明ではゴミの処理能力に変動が出るが、 上記 ( j ) に記載のようにガス化炉本体に相当量のゴミを蓄積してい るので、 これがバッファとなり変動を吸収する効果がある。 ス テツプ的なゴミ質の変化は大容量のゴミ受入ホッパが通常ある ので、 これがバッファとなる。
(P)かくして本発明によれば最終的な再燃焼排気ガスの温度と 流量をほぼ一定にできるので、 過大な設備余裕、 処理量の制限. 炉の寿命延長が期待できる。
〔図面の簡単な説明〕
第 1図は、 本発明の第 1実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示すもので、 第 1図 （ a ) は中央縦断面図、 第 1図 （b ) は 第 1図 （ a ) の b— b線断面図である。
第 2図は、 本発明の第 2実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 3図は、 本発明の第 3実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 4図は、 本発明の第 4実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 5図は、 本発明の第 5実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 6図は、 本発明の第 6実施例にかかる廃葉物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 7図は、 本発明の第 7実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 8図は、 本発明の第 8実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 9図は、 本発明の第 9実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉 を示す中央縦断面図である。
第 1 0図は、 溶触室炉の別の実施例を拡大して示す中央縦断 面図である。
第 1 1図は、 本発明の第 1 0実施例にかかる廃棄物ガス化溶 融炉を示す中央縦断面図である
第 1 2図は、 シャフト炉方式の従来の一般的なガス化溶融炉 の第 1のタイプを示す中央縦断面図である。
第 1 3図は、 シャフト炉方式の従来の一股的なガス化溶融炉 の第 2のタイプを示す中央縦断面図である。
第 1 4図は、 第 1 2図に示すガス化溶融炉の溶融反応ゾーン を拡大して示す断面図で、 第 1 4図 （ a ) は正常時を、 第 1 4 図 （b ) は異常時をそれぞれ表す。 第 1 5図は、 第 1 3図に示すガス化溶融炉のドーム状溶融ゾ ーンを拡大して示す断面図で、 第 1 5図 （ a ) は正常時を、 第 1 5図 （b ) は異常時をそれぞれ表す。
第 1 6図は、 従来の一般的な溶融専用の炉を示す中央縦断面 図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、 この発明の廃棄物ガス化溶融炉および同操業方法の実 施の形態を図面に基づいて説明する。
第 1図 （ a ) は本発明の第 1実施例にかかる廃棄物ガス化溶 融炉を示す中央縦断面図、 第 1図 （b ) は第 1図 （ a ) の b— b線断面図である。
第 1図 （ a ) に示すように、 本例のガス化溶融炉 1は、 鉄皮 に耐火物 （不図示） を内張りした縦型のシャフト炉からなるガ ス化炉本体 2 と、 このガス化炉本体 2により最終的に生成され るチヤ一と呼ばれる熱分解残渣を高温で加熱溶融する溶融室炉 3とから構成されている。 ガス化炉本体 2の上部は上端に向け て口径を漸次絞つ.た形状に形成され、 上端には炉頂ガスの排気 口 4が開口されている。 図示は省略するが、 排気口 4にはダク トの一端が接続され、 その下流側には排ガス処理装置が接続さ れている。 この排ガス処理装置は、 再燃焼装置、 ボイラ * 蒸気 タービンなどの熱交換器などのエネルギー回収設備、 集塵装置 などから構成されている。
ガス化炉本体 2の上部には、 廃棄物投入シユート 5が炉壁 2 aを貫通して配設されている。 ガス化炉本体 2の下部は下向け に口径を漸次絞った形状に形成され、 その下端開口 2 bの下方 の炉底部に、 溶融室炉 3がー体に組み合わせられている。 第 1 図 （b ) のように溶融室炉 3は横長の角筒体からなり、 ガス化 炉本体 2の下端開口 （排出口） 2 bと連通する上端開口 3 aを 備え、 一側壁 3 bの下端部にスラグ取り出し口 6が設けられて いる。 このスラグ取り出し口 6には堰 6 aが配設されており、 この堰 6 aをオーバ一フローしたスラグ Sが自動的に流出する < 溶融室炉 3内に上端開口 3 aより流入する熱分解残澄が、 第 3 図のように一方 （図の右側） へ安息角の傾斜面が十分に形成さ れる横方向の長さを溶融室炉 3内部に有し、 熱分解残渣の傾斜 面の上方に空間部が形成されるように構成している。 そして、 その空間部内に加熱 ·溶融用パーナ 7が、 先端の燃焼ガス吹き 出し口を熱分解残渣の傾斜面に臨ませて配備されている。 とく にパーナ 7から吹き出す火炎の下端が熱分解残渣層の上面から 5 0〜3 0 0 mmになるよう角度を設けて取り付けるのがよい が、 これに限定するものではない。 加熱 ·溶融用パーナ 7には 重油などの低価格燃料に、 酸素、 空気あるいは酸素富化空気が 混合されて用いられる。 なお、 ブラズナバーナも使用できる。 溶融室炉 3内の空間部から上向きのガス供給管 8の一端が接 続され、 他端がガス化炉本体 2の下部周囲に配設されたヘッダ 一ダク ト 9に接続されている。 そして、 ヘッダーダクト 9には 円周方向に等間隔にガス吹き込み管 1 0の一端が接続され、 他 端はガス化炉本体 2の炉壁 2 aを貫通して炉 2内に臨ませてあ る。 つまり、 ガス吹き込み管 1 0から高温ガスが吹き込まれる 位置は、 廃棄物 Aの熱分解域 Yに該当する。 本例では、 ガス化 炉本体 2内の上部の乾燥域 Xが 3 0 0〜 4 0 0 °Cの温度下で投 入された廃棄物 Aの水分を除去して乾燥させたのち、 この廃棄 物 Aを 5 0 0〜： L 0 0 0 °Cの範囲、 好ましくは 8 0 0 °Cよりや や低い温度で熱分解するように、 溶融室炉 3内で発生した高温 ガスの温度および流量が調整されてガス化炉本体 2の熱分解域 Yに導入される。 熱分解域 Yの温度を 5 0 0〜 1 0 0 0 °Cの範 囲内に制御するのは、 廃棄物 A中の可燃成分を熱分解するのに 最低 5 0 0 °Cの温度が必要であり、 また 1 0 0 0 °C以上では熱 分解された残渣 （灰） が軟化し始めるからである。
上記のようにして本発明の第 1実施例に係るガス化溶融炉 1 が構成されるが、 この溶融炉 1では、 炉内の上部乾燥域 Xで投 入された廃棄物が乾燥されながら、 下部の熱分解域 Yへゆつく りと降下し、 熱分解域 Yで熱分解されて廃棄物 A中の可燃成分 がガス化される。 このガスは溶融室炉 3からガス化炉本体 2へ 高温ガスとともに、 乾燥域 Xで廃棄物 Aの乾燥に供されたのち. 排気口 4から排気されて発電設備等で使用され、 エネルギーが 回収された後、 バグフィルタ一等で排ガス処理されてから外部 へ排出される。 そして、 ガス化炉本体 2で生成された熱分解残 渣は溶融室炉 3内に流入したのち、 加熱 ·溶融用パーナ 7の火 炎により熱分解残渣層の傾斜面が順次溶融され、 スラグ化され るとともに、 廃棄物 A中に含有されていたアルミナ · シリカな どとともに溶融物となって、 スラグ取り出し口 6から流出する, 流出した溶融物は固化するので、 そのまま廃棄処理したり、 埋 め立て材料として使用できる。 なお、 溶融室炉 3内の底面上に は、 熱分解残渣が堆積しているために、 底面の耐火物はほとん ど損傷しない。 なお、 図中の符号 Zは加熱溶融域を示し、 そこ には熱分解残渣 Cが堆積されている。
第 2図は本発明の第 2実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 2実施例の溶融炉 1 一 2が上記の溶融炉 1 と相違するとこ ろは、 炉の外部に配備されるヘッダーダク ト 9に代えて、 ガス 化炉本体 2の一部としてガスヘッダー 1 1を炉内に設けたこと である。 すなわち、 ガス化炉本体 2の炉壁 2 aを断面三角形状 に半径方向外方にかつ円周方向にわたって環状に張り出させ、 廃棄物層 Bが充填されない環状空間部をガスヘッダー 1 1に構 成している。 その他の構成および作用は上記第 1実施例と共通 しているので、 共通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明を省略する。
第 3図は本発明の第 3実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 3実施例の溶融炉 1 一 3が上記の溶融炉 1 と相違するとこ ろは、 ガス供給管 8に酸素、 空気もしくは酸素富化空気等の酸 素含有ガスを吹き込むための導入管 1 2を接続したことである。
この構成により、 次のような作用効果がもたらせられる。 す なわち、 溶融室炉 3で熱分解残渣を溶融するのに必要な熱量は 基本的には、 ガス化炉本体 2から溶融室炉 3内に流入する熱分 解残渣量に対応しているが、 廃棄物 A中の水分や可燃成分が多 くなると、 溶融室炉 3内で発生する高温ガスだけでは、 廃棄物 Aを完全には乾燥 ·熱分解させられない。 そのためには、 ガス 化炉本体 2内の廃棄物層 B中に酸素を吹き込んで可燃成分を燃 焼させて熱を発生させる必要がある。 また、 廃棄物 A中の可燃 成分をできるだけ軽量なガスに転換することが排ガス処理設備 において望ましいが、 たとえばタール分や油分ではなく、 C O や H 2や C H 4程度までの炭化水素ガスに転換するには、 熱量お よび酸素を追加する必要がある。 このためにも、 ガス化炉本体 2内に酸素を吹き込むことが必要になる。
さらに、 導入管 1 2から常温の酸素含有ガスを吹き込むと、 ガス化炉本体 2内に供給される高温ガスの温度を下げる効果が 生じる。 つまり、 溶融室炉 3内で発生する高温ガスは 1 6 5 0 °C前後あって非常に高温であるが、 このような高温ガスを温度 を下げずにガス化炉本体 2に供給すると、 その供給経路にある ガス供給管 8ゃダクトゃヘッダーなどの、 内壁に貼られている 耐火物を損傷させることがあるが、 酸素含有ガスを加えること によりガス温度を、 たとえば 1 3 0 0 °Cまで下げることにより， 耐火物の損傷の問題が解消される。 また、 ガス化炉本体 2内に 外部から常温の酸素含有ガスを直接に吹き込んでも廃棄物 Aと は十分には反応しにくいが、 本例のように高温ガスとともに、 たとえば、 1 3 0 0 °Cの高温状態で酸素含有ガスを吹き込むと, 廃棄物 Aが酸素と反応して確実に燃焼する。
その他の構成および作用は上記第 1実施例と共通しているの で、 共通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明を省 略する。
第 4図は本発明の第 4実施例にかかる廃棄物ガス化溶触炉を 示す中央縦断面図である。
第 4実施例の溶融炉 1 一 4が上記の溶融炉 1 一 3と相違する ところは、 ガス化炉本体 2と溶融室炉 3とを接続する開口 （排 出口） 2 b 、 3 aのすぐ下方に、 スクリュー式の押出装置 1 3 を配備したことである。
この構成により、 次のような作用効果がもたらせられる。 す なわち、 溶融室炉 3内で駆動装置 1 4によりスクリューシャフ ト 1 3 aを回転させることにより、 ガス化炉本体 2内で生成さ れた熱分解残渣が定量ずっ徐々に溶融室炉 3内に迫り出すよう に押し出される。 図示は省路するが、 スクリューシャフト 1 3 a (スクリュ を含む） の主要部は水冷構造にして、 冷却して いる。 なお、 本例における熱分解残渣の温度は 1 0 0 0 °C〜 8 0 0 °C以下の比較的低い温度になっているので、 スクリユー式 だけでなく、 プッシヤー式などの種々の機械式押出装置を適用 できる。 とくに、 製鉄設備における、 たとえばシャフト式直接 還元製鉄炉ゃ回転炉式製鉄炉において、 9 0 0 〜 1 1 0 0 °Cの 還元鉄の取り出しに用いられている押出装置を適用してもよい t その他の構成および作用は上記第 3実施例と共通しているの で、 共通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明を省 略する。
第 5図は本発明の第 5実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 5実施例の溶融炉 1 一 5が上記の実施例 4の溶融炉 1— 4 と相違するところは、 溶融室炉 3内で発生した高温ガス Qを、 ガス供給管 8やヘッダーダク ト 9などを使わずに、 溶融室炉 3 内の熱分解残渣層を通過させてガス化炉本体 2との接続口 2 b と 3 aからガス化炉本体 2へ導くように構成したことである。 なお、 スクリユー式の押出装置 1 3は接続口 2 bと 3 aのやや 下方に図示しているが、 本例の場合には押出装置 1 3は接続口 2 bと 3 aのやや上方、 すなわちガス化炉本体 2側に設ける方 がより望ましい。
この構成により、 次のような作用効果がもたらせられる。 す なわち、
①高温ガス Qが熱分解残渣層中を通過してガス化炉本体 2内 に流入するので、 熱分解残渣 Cが効率よく加熱される。 いいか えれば、 上記した実施例 1〜 4では溶触室炉 3内の熱分解残渣 層に対する熱伝達は放射伝達であるから、 本例に比べて効率が 悪い。
- ②高温ガス中に含まれる酸素分が熱分解残渣中に残存する可 燃物 （主として炭素） と反応して燃焼することにより、 熱分解 残渣層の温度をより高い温度に上昇させられるので、 パーナ 7 に用いる燃料を削減できる。
③本例の溶融炉 1 一 5は上記した他の実施例にかかる溶融炉 に比べて構造が簡単である。 また、 上記した先行技術 （特開平 1 1 一 1 3 2 4 3 2号） では不安定なドーム状溶融ゾーンで溶 融が行なわれるのに対し、 溶融室炉 3内で熱分解残渣層の傾斜 面で溶融が行なわれるので、 操業が安定して遂行される。
なお、 本例の溶融炉 1 一 5では押出装置 1 3付近の熱分解残 渣の温度が 1 0 0 0 °C以下になるように、 制御される。 また押 出装置 1 3付近の熱分解残渣は単にチヤ一だけでなく、 熱分解 が完全には完了せず、 可燃成分を比較的多く含むようにガス化 炉本体 2内に堆積する廃棄物層 Bの高さが浅くなるように設定 される。
その他の構成および作用は上記第 4実施例と共通しているの で、 共通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明を省 略する。
第 6図は本発明の第 6実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 6実施例の溶融炉 1 一 6が上記の実施例 4の溶融炉 1 一 4 と相違するところは、 2つの点である。
第 1は第 2実施例と同様に、 ガス化炉本体 2の一部としてガ スヘッダー 1 6を炉内に設けたことである。 すなわち、 ガス化 炉本体 2の炉壁 2 aを断面三角形状に半径方向内方にかつ円周 方向にわたって環状に突設し、 廃棄物層 Bが充填されない環状 空間部をガスヘッダー 1 6に構成したことである。
第 2は、 溶融室炉 3内で発生する高温ガスを空間部からでは なく、 熱分解残渣層を通過させてガス化炉本体 2内へ供給する ようにしたことである。 つまり、 溶融室炉 3内に堆積している 熱分解残渣層と接する内壁に設けた複数のガス吸込口 1 7をガ ス供給管 8へ連通させている。 各吸込口 1 7は熱分解残渣層表 面から約 1 0 0 0 mm (第 6図では符号 L ) の位置にし、 熱分 解残渣が高温ガス中に飛散して混入するのを削減させるため、 各吸込口 1 7内に流入するガス流速を 0 . l m/ s ec と非常に 遅くしている。
この構成により、 第 5実施例についての上記①および②に記 載したのと同様の作用効果がもたらせられる。 その他の構成お よび作用は上記実施例と共通しているので、 共通の構成部材に は同一の符号を用いて図示し、 説明を省略する。
第 7図は本発明の第 7実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 7実施例の溶融炉 1 一 7が上記の実施例 4の溶融炉 1 一 4 と相違するところは、 ガス供給管 8へ導入する酸素含有ガスを 酸素と空気の 2系統とし、 炉本体 2内の下部の熱分解残渣層の 温度およびガス供給管 8内を供給される高温ガスの温度をそれ ぞれ計測し、 たとえば熱分解残渣層の温度が 8 0 0 °Cに、 高温 ガスの温度が 1 3 0 0 °Cになるように、 制御器 1 8、 1 9およ び電磁開閉弁 2 0、 2 1により酸素の流量および空気の流量を 調節するように構成している。 つまり、 炉本体 2へ供給する高 温ガスの温度は酸素と空気の流量により、 また熱分解残渣層の 温度は酸素と空気の比で概ね調節できる。 なお、 ガス化溶融炉 1 — 7で必要な全熱量が不足するときには、 パーナ 7から加え る燃料を増加きせるとともに、 溶融室炉 3内に導入する空気と 酸素の量を増加させればよい。 この場合に、 酸素および空気は パーナ 7から吹き込んでもよい。
第 8図は本発明の第 8実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 8実施例の溶融炉 1 ― 8が上記の実施例 4の溶融炉 1 一 4 と相違するところは、 外部から灰を積極的に炉本体 2内に押し 込んで溶融処理ができるようにしたことである。 すなわち、 第 8図に示すように、 ガス化炉本体 2の高温ガス吹き込み口より も少し上方の位置に灰投入シュート 2 2を配設し、 この灰投入 シュート 2 2の上端部にスクリューフィーダ 2 3を連設し、 外 部から灰 Cを炉本体 2内に押し込んで処理できるようにしてい る。
この構成により、 たとえば、 ガス化炉本体 2内の上部に灰 C を投入すると排ガス Qの流れに伴って飛散するのに対し、 本例 では灰の投入位置より上方に堆積されている廃棄物 Aがフィル ターの役目をするので灰が飛散しないという利点がある。 その 他の構成および作用は上記第 4実施例と共通しているので、 共 通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明を省略する ( 第 9図は本発明の第 9実施例にかかる廃棄物ガス化溶融炉を 示す中央縦断面図である。
第 9実施例の溶融炉 1 一 9が上記の実施例 4の溶融炉 1 一 4 と相違するところは、 次の点である。 すなわち、 ガス供給管 8 の途中にサイクロンサスペンデイッ トプリヒータ 2 4を介設し, このサイク口ンサスペンディッ トプリヒー夕 2 4の上流側に灰 の投入口 2 5を設けたことである。
この構成により、 溶融室炉 3からガス化炉本体 2内へ供給さ れる高温ガス Qは、 サイクロンサスペンディッ トプリヒータ 2 4内に導入されるとともに、 投入口 2 5からガス供給管 8に投 入された灰がサイクロンサスペンディッ トプリヒータ 2 4内に 流入した高温ガスにより瞬間的に加熱され、 溶融室炉 3内に落 下して流入し、 溶融される。 一方、 高温ガス Qは灰 Cの加熱に 使用されたことによって温度が低下し、 適温となってガス化炉 本体 2内へ供給される。 なお、 サイクロンサスペンディッ トプ リヒータ 2 4内から溶融室炉 3内への灰の吹き込み方法は、 第 9図のように単に吹き込み口 2 6から吹き込んでもよいし、 バ ーナ 7から燃料や空気などとともに吹き込んでもよい。
第 1 0図は溶融室炉の別の実施例を拡大して示す中央縦断面 図である。 本例の溶融室炉 3 ' は、 側壁 3 cに補修用耐火物 E の吹き付けガン 2 7を装入可能な揷通孔 2 8を穿設し、 この挿 通孔 2 8からガン 2 7を装入し、 かつ前後左右に可動できるよ うにしている。 そして、 溶融室炉 3 ' 内の空間部 Uにテレビ力 メラ （不図示） や温度計 （不図示） などの計測機器を配備して おき、 天井部などの耐火物壁の損傷箇所を検出し、 ガン 2 7に より補修用耐火物 Eを吹き付けて補修する。 この場合に使用す るガン 2 7の操作時間は 2 0分程度であり、 操作も容易である < この構成により、 耐火物の修理のために操業を停止する時間が 大幅に減少し、 溶融炉 1の稼働率が向上する。
次に、 第 1 1図はガス化溶融炉の第 1 0実施例を示す中央縦 断面図である。
本例の溶触炉 1— 1 0は以下の点が上記各実施例と相違する < すなわち、 ガス化炉本体 2と溶融室炉 3の連通用開口 2 b、 3 aが絞られておらず、 ガス化炉本体 2と同一径の開口断面で接 続され、 また溶融室炉 3の一側壁 3 d (図の左側） は熱分解残 渣 Cの安息角に近い傾斜面に形成されている。 また、 この傾斜 面 3 dに沿って耐熱性に優れた搬送装置としてのメタルベルト コンペャ （桟付き） 2 9が配備されている。 また、 スラグ取出 口 6の下方に上端を開放したスラグ貯留室 3 0が設置され、 こ のスラグ貯留室 3 0内にも耐熱性に優れたメタルベルトコンべ ャ 3 1が配備され、 スラグ等の溶融物が自動的に搬出できるよ うになつている。 さらに、 溶融室炉 3内の空間部には 3基のバ ーナ 7が配備され、 各パーナ 7からは酸素富化空気および助燃 燃料として L Pガス又は油が吹き込まれる。
ガス化炉本体 2の高さ方向の中間部 （乾燥域 X ) および下部 (熱分解域 Y ) の炉壁 1 aを、 それぞれ上記第 2実施例と同様 に断面三角形状に半径方向外方にかつ円周方向にわたって環状 に張り出させ、 廃棄物 Aが安息角で傾斜して形成される傾斜面 の上方の充填されない環状空間部をガスヘッダー 3 2、 3 3に 構成している。 そして、 上下のガスヘッダー 3 2 · 3 3に溶融 室炉 3内の空間部からガス供給管 8が分岐され、 各分岐管 3 4 . 3 5が接続され、 また炉本体 2内の炉頂空間部 Tに分岐管 3 6 が接続され、 各分岐管 3 4〜3 6にはダンパー 3 7、 3 8、 3 9が介設されている。 さらに、 炉頂空間部 Tおよびガスヘッダ 一 3 2、 3 3に酸素および窒素などの酸素含有ガスの導入管 4 0〜 4 2が接続され、 各導入管 4 0〜 4 2の途中に開閉バルブ 4 3、 4 4、 4 5が介設されている。 さらにまた、 炉本体 2の 上部炉壁 2 aには廃棄物 Aの投入口 4 6が開口され、 廃棄物 A の投入用ホッパー 4 7を備えたプッシヤー 4 8が投入口 4 6に 連設されている。 その他の構成は上記第 1実施例と共通してい るので、 共通の構成部材には同一の符号を用いて図示し、 説明 を省略する。 なお、 ガス化炉がシャフト炉ゃ流動層炉に代えて ロータリ一キルンなどの炉を用いてもよい。
上記のようにして構成される溶融炉 1— 1 0は、 下記のよう な手順で操業される。 本例の溶融方法 （操業方法） を上記した 従来の溶融炉 （特開平 1 1 一 1 3 2 4 3 2号、 以下、 従来炉と いう） による溶融方法 （以下、 従来法という） と比較しながら 説明する。
従来法 （第 1 2図） では、 排ガスに C Oが比較的多く含まれ ることから、 炉から生成される排ガスから水素と一酸化炭素と を生産している。 ドーム状溶融ゾーン 5 3 (第 1 2図） は 1 6 5 0 °C前後になることから、 この温度における化学平衡から計 算予測される排ガスの組成は、 C O 1 7 %、 C〇2 1 4 %、 H 2 1 4 %であり、 実際の炉の運転データとおおむね一致する。 助 燃燃料としての L Pガス使用量は廃棄物 Aの全発熱量の約 2 0 %である。
一方、 本例の溶融炉 1— 1 0では、 排ガスの組成において C 〇2 の割合が増えている。 これは、 炉本体 2内における廃葉物 層 Bの燃焼温度を従来法に比べて低く設定するからである。 つ まり、 溶融室炉 3で発生した高温ガス Qは炉頂空間部 Tおよび ガスヘッダー 3 2 、 3 3に酸素含有ガスとともに導入され、 炉 本体 2内で廃棄物層 Bと反応して従来法に比べて低温で燃焼す るが、 熱分解域 Yについて生成される熱分解残渣の温度が従来 法よりもやや高くなるので、 助燃燃料としての L Pガス使用量 又は油使用量が削減される。 また排ガスの発熱量も減少する。 したがって、 燃焼用空気の供給量が減少するので、 排ガスの発 生量も減少する。 下記表 1は従来法と本例の操業方法とにおい て、 ①助燃燃料としての L Pガス使用量、 ②溶融炉全体の酸素 使用量ならびに③排ガスの燃焼に必要な再燃ガス使用量を表す, 【表 1】
Figure imgf000036_0001
本例の操業方法によれば、 次のような優れた効果を奏する。 すなわち、 従来法に比べて c〇2 の割合が高い排ガスが発生す る。 熱分解残渣 Cの溶融に必要な温度は 1 6 5 0 °Cで従来法と 同じである。 廃棄物 Aの単位当たりの発熱量は両者とも同じで あるが、 発生する排ガスの L H V (熱量） は （従来法） > (本 例の操業法） となる。 排ガス中の炭素量は同じであるが、 助燃 燃料の L Pガス使用量が減少することによる水素の減少により - ガス容量は （従来法） > (本例の操業法） となる。 排ガス Gの再燃焼の温度が 8 5 0〜 1 1 0 0 °Cに低下するこ とで、 後続のボイラゃ空気予熱器の管機材の材質を落とせ安価 な材料が使用できるようになり、 かつダイォキシンの低減が図 れる。 また、 ガスヘッダー 3 2、 3 3への高温ガス Qの供給量 を排ガス Gの二酸化炭素濃度が一定になるようにダンパー 3 7 . 3 8にて調節するとともに、 乾燥域 Xと熱分解域 Yの温度が目 的の温度になるように導入管 4 1、 4 2からの酸素含有ガスの 導入量を決定する。 酸素含有ガスを炉本-体 2内に導入すると、 二酸化炭素の発生量が増える。
さらに、 排ガス Gの温度を一定に保っため、 炉頂空間部丁に 分岐管 3 6から高温ガス Qを導入するとともに、 導入管 4 0か ら酸素含有ガスを導入して混合することにより、 廃棄物 Aの投 入量の変化に広範囲で対応させたり、 排ガス Gの変動や吹き抜 けを最小限に抑えたりできる。 さらにまた、 廃棄物 Aの燃焼開 始時に炉頂空間部 Tに分岐管 3 6から高温ガス Qを導入させれ ば、 廃棄物 Aの有無に関係なく燃焼を開始して操業できる。
以上説明したことから明らかなように、 本発明にかかる廃棄 物ガス化溶融炉および同操業方法には、 次のような優れた効果 がある。
(1)シャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉の長所である熱効率の良 さとガス発生量の平均化効果をそのまま引き継げる。 すなわち， 熱分解残渣の溶融に使用された後の高温のガスは炉本体内へ送 り込まれてごみの乾燥 · 熱分解に供され、 高温ガスの.保有する 顕熱はほとんど廃棄物との反応に回収されて、 たとえば排ガス の温度が約 3 0 0 °Cになる。 この結果、 燃料消費量、 電力消費 量および酸素消費量がともに少ない。
(2)操作や設備がシンプルであり、 運転と保守が容易である。 また、 時間当りの廃棄物の溶融処理量を広い範囲で安定して変 えることができる。
(3)溶融炉からの排ガスの流量と性状が安定するために、 排ガ スの適正な処理が可能であり、 この結果、 下流側で燃焼させる ために混入させる空気量を最小限に抑えることができ、 C Oの 発生も抑えられ、 かつダイォキシンや N〇x の発生も抑えられ るうえに、 尿素や活性炭や消石灰等のガス清浄薬品の消費量を 少なくでき、 さらに、 飛灰量も低減できる。
(4)排ガス量と性状が安定するために排ガスを燃焼させた際に ボイラと蒸気タービン等の発電設備により安定した良質の電力 を得ることができる。 さらに上述したように混入させる燃焼用 空気量を少なくできるので、 ボイラ廃熱が少なく、 かつ発生し た蒸気を有効に全量蒸気タービンへ送り込めるために熱ロスが ない。
(5)どのような廃棄物の投入量の変動にも対応可能、 すなわち. 投入量が通常の 1 Z 1 0以下の量になっても、 安定して廃棄物 をガス化溶融できる。
(6)汚泥や焼却灰や飛灰も処理できるとともに、 その際に発生 する排ガスの熱も有効に回収できる。
(7)炉本体内では廃棄物を溶融させないから、 炉本体内の廃棄 物層の温度は上記した先行技術の溶融炉よりも遥かに低く、 か つ灰が溶融 （軟化） を開始する温度である 1 0 0 0 °Cより低い, この結果、 炉本体内での熱分解残渣の異常付着や棚吊り現象が なく、 操業が安定するとともに、 耐火物の寿命が飛躍的に延び. 設備の稼働率が向上する。
(8)溶融室炉が炉本体の外にあり、 損耗する耐火物がガス空間 部に位置しているので、 補修用耐火物の吹き付けにより容易に 補修可能であるから、 設備の稼働率が飛躍的に向上する。 〔産業上の利用の可能性〕
本発明は以上説明したように構成されているので、 溶融炉と 灰溶融炉との 2つの炉体を一体化し、 溶融炉部分で生成したチ ヤーを灰溶融炉部分で溶融し、 そこで発生した高温の燃焼ガス を溶融炉部分へ導入して廃棄物を加熱、 熱分解することができ る、 熱効率の良い安定した廃棄物ガス化溶融炉として適してい る。

Claims

請求の範囲 . 炉内に上方から廃棄物を順次投入して高温ガスにより乾燥 させたのち熱分解させるためのシャフト炉形式又は流動層形 式のガス化炉本体と、 該ガス化炉本体の下端排出口に一体に 連設され、 前記廃棄物の熱分解残渣を受け入れ、 該熱分解残 渣の傾斜面に向けて加熱溶融用パーナを備えた溶融室炉とを 備え、 前記溶融室炉には、 溶融したスラグと金属との溶融物を取 り出すための取出口を設けるとともに、 溶融室炉内において 前記熱分解残渣の加熱 ·溶融時に発生した高温ガスを前記ガ ス化炉本体へ供給する機構を設けていることを特徴とする廃 棄物ガス化溶融炉。 . 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体への高温ガス供給路に. 酸素又は酸素富化空気の導入路を接続し、 前記ガス化炉本体 へ供給される高温ガスの温度を下げるとともに、 酸素濃度を 高められるように構成した請求の範囲第 1項記載の廃棄物ガ ス化溶融炉。 . 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ高温ガスを供給する ために、 前記ガス化炉本体と前記溶融室炉との接続箇所に供 給路を設けるか又は前記ガス化炉本体内の下部と前記溶融室 炉内の空間部とをダク 卜により接続する請求の範囲第 1項又 は第 2項記載の廃棄物ガス化溶融炉。. 前記ガス化炉本体と前記溶融室炉との接続箇所付近に、 ス クリュー式 · 回転羽根式 · プッシヤー式などの熱分解残渣送 り出し機構を配備した請求の範囲第 1〜 3項のいずれかに記 載の廃棄物ガス化溶融炉。 . 前記溶融室炉内に、 熱分解残渣に対し酸素含有ガスを吹き 込むための羽口を設けた請求の範囲第 1〜 3項のいずれかに 記載の廃棄物ガス化溶融炉。 . 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供給される高温ガス の温度を 1 0 0 0〜 1 3 0 0 °Cに調整するとともに、 前記ガ ス化炉本体内に投入されて乾燥された廃棄物が 5 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて加熱されて熱分解残渣が生成されるように 高温ガスの供給量を調整するための制御装置を配備した請求 の範囲第 1〜 5項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。 . 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供給される高温ガス. の温度が 1 0 0 0 °C以上で、 前記ガス化炉本体内の廃棄物が8 0 0 °C以下の温度にて加熱されて熱分解残渣が生成される ように高温ガスの温度および供給量を調整可能な制御装置を 設けた請求の範囲第 6項記載の廃棄物ガス化溶融炉。. 前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部より下方に、 灰等の 不燃物又は汚泥の装入口を設けるとともに、 該装入口の近傍 にスクリュー式 · 回転羽根式 · プッシャ一式などの押し込み 機構又は随伴用ガスの吹き込み機構を付設した請求の範囲第 1〜 5項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。. 前記溶融室炉に、 不燃物を単独あるいは燃料および酸素含 有ガスとともに吹き込むための吹込口を設けた請求の範囲第1〜 5項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。 0 . 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体への高温ガス供給路 の途中にホッ トサイクロンを介設し、 該サイクロンの入口部 又は該サイクロン内に灰等の不燃物あるいは汚泥の投入口を 設けるとともに、 前記サイクロンから前記溶融室炉へ前記サ ィクロンによる捕集物の送給路を設けた請求の範囲第 1〜 5 項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
1 . 前記溶融室炉内に、 前記加熱溶融用パーナにより加熱溶 融中の熱分解残渣層のレベルを適正に保っためのレベル計測 装置として、 工業用テレビカメラ、 マイクロ波測定装置ある いは放射線式測定装置のいずれかを配備した請求の範囲第 1
〜 5項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
1 2 . 前記溶融室炉壁に、 補修用耐火物吹付け装置の装入孔を 設け、 前記溶融室炉内の耐火物の損傷部位を外部から補修で きるように構成した請求の範囲第 1〜 5項のいずれかに記載 の廃棄物ガス化溶融炉。
1 3 . 前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部付近において、 炉 内壁を直ぐ上方の部分に比べてテーパー状に急激に拡大する か又は縮小するかして廃棄物が充填されない環状空間部を形 成し、 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供給する高温ガ スを前記環状空間部へ導くようにした請求の範囲第 1〜 5項 のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶触炉。
1 4 . 前記溶融室炉内に堆積している熱分解残渣層と接する内 壁に複数のガス吸込口を設け、 該各ガス吸込口を前記ガス供 給管へ連通させた請求の範囲第 1〜 5項のいずれかに記載の 廃棄物ガス化溶融炉。
1 5 . 前記ガス化溶融室炉本体が流動層炉であって、 該炉本体 内に循環する砂などの流動媒体からふるい分けした熱分解残 渣層と前記ガス化炉本体内で発生した炉頂ガスに随伴する残 渣とサイクロン等で回収した煤塵とを、 前記溶融室炉へ供給 できるように構成した請求の範囲第 1項、 第 2項又は第 5項 のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
1 6 . 前記ガス化炉本体内の上部に 0 . 5〜 2 . 5の空気比で 空気、 酸素あるいは酸素富化空気等の酸素含有ガスを外部か ら付加して炉頂部から排気される排ガスの温度を、 8 0 0〜 1 1 0 0 °Cの温度まで上昇させるため、 前記ガス化炉本体内 に外部から導入する N 2 +〇 2の流量および前記ガス化炉本体 内に前記溶融室炉内から供給する高温ガスの流量を調整し、 前記排ガスの C 0 2 濃度を高濃度に制御する請求の範囲第 1 〜 1 4項のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法 ( 1 7 . 前記溶融室炉内で発生した高温ガスの一部を前記ガス化 炉本体内の廃棄物層の上面付近に導き、 空気、 酸素あるいは 酸素富化空気等の酸素含有ガスを加えて燃焼させ、 炉頂から 排気される排ガスの温度を調整する請求の範囲第 1〜 1 4項 のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。
1 8 . 前記溶融室炉内で発生した高温ガスの一部を前記ガス化 炉本体の高さ方向の中間部へ導き、 さらに前記ガス化炉本体 内の廃棄物層の上面付近に空気、 酸素あるいは酸素富化空気 を加えて燃焼させる請求の範囲第 1〜 1 4項のいずれかに記 載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。
1 9 . 前記ガス化溶融室炉内で発生した高温ガスの一部を前記 ガス化炉本体の高さ方向の中間部で高さ方向に間隔をあけた 複数の箇所へ導き、 さらに前記ガス化炉本体内の廃棄物層の 上面付近に空気、 酸素あるいは酸素富化空気を加えて燃焼さ せる請求の範囲第 1〜 1 4項のいずれかに記載の廃棄物ガス 化溶融炉の操業方法。
2 0 . 前記ガス化炉本体の廃棄物層から発生する排ガス中の C O / C 0 2 比に応じてガス化炉本体へ送り込む全酸素流量を 制御する請求の範囲第 1 6〜 1 9項のいずれかに記載の廃棄 物ガス化溶融炉の操業方法。
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