CN1195818C - 废物处理方法及废物处理装置 - Google Patents

Abstract

废物处理方法和废物处理装置，其具有：热分解工序，在隔断空气的状态下对含有机物的废物进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；气体改良工序，经对气体热分解而取得含有低分子碳氢化合物的改良气体；残渣冷却工序，对干馏残渣进行冷却使其固化；机械处理装置，对该固化的干馏残渣进行粉碎和分选，取得热分解碳；及熔融气化工序，引入该热分解碳，进行高温燃烧，使无机物成分熔化，取得含有低分子碳氢化合物的气化气体。

Description

废物处理方法及废物处理装置

本发明涉及通过有效利用产业废物和一般废物来获得新能源的废物处理方法和废物处理装置，尤其涉及提高气化处理效率的技术。

废物大体分为一般废物(家庭垃圾、所谓的城市垃圾)和产业废物(产业垃圾)。

这些垃圾涉及到纸、纤维、木竹、橡胶、金属、塑料、玻璃、陶瓷和土砂等许多种物质。但这些垃圾的可燃成分的发热量，按除掉水分后的干燥状态估算，约为4000～5000千卡，约相当于煤碳发热量的三分之二。因此，可以认为垃圾是巨大的能源。

近几年来，开发了以废物为原料来取得能源的各种废物处理方法。例如特公平8-24904号公报和特开平9-79548号公报等刊登的那样，提出了有关废物处理的废物处理方法和废物处理装置。

图6表示过去的废物处理装置的构成。

如图6所示，废物处理装置的前阶段处理装置主要有：

热分解装置4，用于对作为原料的废物1进行热分解，使其分离成热分解气体2和固体(固态物)3；以及

机械处理装置5，用于对通过该热分解装置4而取得的固体进行细粉碎，而且把固体3中所包含的金属分离出来。

然后，在后阶段具有高温气化装置10，用于对通过机械处理装置5而取得的热分解炭6和通过热分解装置4而取得的热分解气体2，添加氧化剂7，和必要时添加焦炭等例如冶金焦炭8，使其变换成作为低炭化物的加热气体9。

在热分解装置4中，设置有用于对废物1进行粉碎的切碎机11，另一方面，在高温气化装置10的次级侧设置有用于去除HCl、HF和清除尘埃等的气体洗涤器12，在该气体洗涤器12的次级侧依次设置有用于供给加热气体9的能源应用装置13和用于对烟道气体14进行脱硫的烟道气体脱硫设备15。

以下说明利用该装置来处理废物的方法。

以附着了有机物的金属屑为主体的废物1被切碎机11进行细粉碎后，在热分解装置4中供给空气16和能量17，使其在约550～600℃的温度下进行工作，把热分解气体2和固体3分离开。该固体3通过机械处理装置5进行粉碎和分选，把固体3中包含的金属18分选出来，净化后去除该金属18。另一方面，由去除金属18后的碳化有机物和无机物成分而构成的热分解碳6和热分解气体2一起被引入高温气化装置10内。

在高温气化装置10内，供给氧化剂7和能量19，在1600℃下反应把热分解碳6和热分解气体2变换成低碳化物的加热气体9。在该高温气化装置10中无机物成分被加热变成玻璃化结构的一部分20，去除无机物成分。

在气体洗涤器12内把加热气体9内所包含的尘埃等去除后，把加热气体9引入到能源应用装置13内。再把从能源应用装置13中产生的烟道气体14和从热分解装置4中产生的排出气体21一起引入到烟道气体脱硫设备15内进行脱硫，取得低温清洁的排出气体22。

再者，在气体洗涤器12内去除尘埃等净化后的气体的一部分23被供给到热分解装置4内。而且，从高温气化装置10和能源应用装置13中取得的能源24在其他设备等中重新利用。

然而，上述废物处理方法，在对废物中所包含的粗粒不燃烧成分重新利用方面有很大优点，但存在以下问题。

过去，把通过干馏而发生的热分解气体2和进行机械处理后取得的热分解碳6二者同时引入到高温气化装置10内，在高温气化装置10内对热分解气体2进行气体变换，对热分解碳6进行气化气体变换，使其变成加热气体9。但是，存在的问题是：很难满足为同时处理热分解气体2和热分解碳6所需的最佳条件，因此，不能从热分解碳6中高效率地取得加热气体9，所以，气体处理效率不高。

并且，过去的上述废物处理装置，在热分解装置4中，废物1中所含的氯和氧相结合，生成有害的二噁英(dioxin)，造成环境污染问题。而且，废物1中含有氯等，所以，存在的问题是进行热分解的装置容易被这些物质腐蚀，容易损耗。

再有，当把加热气体9供给到能源应用装置13内时，从防止能源供给装置13被腐蚀等考虑，最好事先进行脱硫等处理，但由于未进行这种处理，所以出现的问题是不能有效利用从废物中取得的加热气体9。

本发明是为了解决这些问题而提出的。其目的在于提供这样一种废物处理方法，即对热分解气体的气体变换和热分解碳的气化气体变换分别进行处理，便于进行控制，提高了热分解气体的气体变换和热分解碳的气化气体变换的气体处理效率。

另一目的在于提供一种对热分解气体的气体变换和热分解碳的气化气体变换分别进行处理，能够高效率地进行废物处理的装置，同时提供一种废物处理装置，其通过由于热分解时，与大气中的空气隔断的装置，而能够减少有害物质二恶英等的发生的。

再一个目的是提供这样一种废物处理方法和废物处理装置，即把废物变换成气体，并经过净化处理后，把气体供给到其他机构和装置内，能将该气体作为电能有效利用。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种废物处理方法，其特征在于具有：

热分解工序，这是在与空气隔断的状态下对包含有机物的废物进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良工序，这是在上述热分解工序后，引入上述热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来使上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良气体；

残渣冷却工序，这是对上述热分解工序中所产生的上述干馏残渣进行冷却，使其固化；

机械处理工序，这是对在该残渣冷却工序中固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

在上述气体改良工序中，热分解气体在1000～1200℃的温度下至少保持1秒。

所述的废物处理方法，其特征在于：还包括熔融气化工序，这是把燃料和氧或空气混合到在上述机械处理工序中取得的热分解碳中，使其高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时，使碳成分气化，以取得含有低分子碳氢化合物的气化气体，在该熔融气化工序中，在1200～1600℃的温度下对碳化有机物加热，另一方面使无机物成分进行熔渣化处理。

所述的废物处理方法，其特征在于：还进行气体冷却工序后的气体净化工序，也就是说，

先进行气体冷却工序，即把在上述气体改良工序中取得的改良气体和在上述熔融气化工序中取得的气化气体引入到内部，对该改良气体和气化气体进行冷却；

然后，进行气体净化工序，取得净化气体，其方法是进行以下处理：对上述气体进行清洗的清洗处理、去除硫化氢的脱硫处理、以及利用活性碳过滤器来吸收残留有机气体的残留有机气体去除处理。

所述的废物处理方法，其特征在于：

还进行压缩处理工序，即对从气体净化工序中取得的净化气体进行压缩，然后把取得的压缩气体暂时存贮起来，再供给到燃气发动机或锅炉等气体利用装置中。

所述的废物处理方法，其特征在于：在机械处理工序中，对上述干馏残渣进行微细粉碎后得到的干馏残渣分选成金属物、碳化有机物和无机物成分，取得由上述碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳。

所述的废物处理方法，其特征在于：

从上述热分解工序中的热分解炉的燃烧气体中回收热量，利用该已回收的燃烧气体来对空气进行加热，把这样生成的加热空气作为上述热分解炉的燃烧用空气提供使用，或者，在熔融气化工序中的熔融气化炉的周围设置隔热材料，用水来冷却该隔热材料，把这样生成的温水的热能供给到该处理设备或其他处理设备内。

所述的废物处理方法，其特征在于：

对上述废物处理中生成的气体加以贮存，然后将其作为上述热分解炉的加热源使用，或者作为熔融气化工序中的熔融气化炉的加热源使用。

所述的废物处理方法，其特征在于：

对上述废物处理中所生成的气体加以贮存，然后再将其作为热能源或电能源提供给该处理设备或其他处理设备。

一种废物处理装置，其特征在于具有：

供给装置，用于供给包含有机物的废物；

热分解炉、用于引入上述废物，在隔断空气的状态下对其进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良器，用于引入在上述热分解炉内所发生的热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来对上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良气体；

残渣冷却装置，用于引入在上述热分解炉中产生的上述干馏残渣，通过冷却使其固化；

机械处理装置，用于对固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

熔融气化炉，用于把燃料和氧或空气混合到由上述机械处理装置进行分选后的热分解碳中，进行高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时使碳成分气化，取得含有低分子碳氢化合物的气化气体；

气体冷却装置，用于对在上述气体改良器中取得的改良气体、以及在上述熔融气化炉中取得的气化气体进行冷却；

气体净化装置，用于去除上述气体中所包含的杂质，以便取得净化气体；

气体压缩器，用于对通过该气体净化装置所取得的净化气体进行压缩；以及

贮气罐，用于存贮已被压缩的净化气体。

所述的废物处理装置，其特征在于：机械处理装置包括：用于粉碎干馏残渣的粉碎机和用于分选金属、碳化有机物和无机物成分的分选机。

所述的废物处理装置，其特征在于：在熔融气化炉的出口处，设置了用于迅速冷却气化气体的气化气体冷却器。

所述的废物处理装置，其特征在于：气体冷却装置是用于回收气体所具有的热能而且对气体进行冷却的锅炉或者其他热交换器。

所述的废物处理装置，其特征在于：气体净化装置是由用于清洗气体的气体清洗装置、用于去除硫化氢的脱硫装置、以及用于吸收残留有机气体的活性碳过滤装置构成的。

所述的废物处理装置，其特征在于：热分解炉是由：用于引入废物的园筒状内筒、以及设置在该内筒的外侧的对内筒加热用的外筒构成的双层结构，上述内筒比外筒长，而且上述内筒的两端从外筒的两端伸出，该伸出部分由辊子支承进行转动，至少使上述内筒从废物入口侧向出口侧保持5°度以上的向下倾斜度。

所述的废物处理装置，其特征在于：

在上述热分解炉的内筒和外筒之间设置有空间部，在上述外筒的轴向上把上述空间部分割成多个空间，使燃烧气体通过该空间，从而设置了对上述内筒进行加热的燃烧室。

所述的废物处理装置，其特征在于：

在热分解炉的废物插入部内设置了插入侧压缩用的油压机或者螺旋压力机，而且在上述油压机或螺旋压力机的出口处设置了用于压缩废物的阻力板。

所述的废物处理装置，其特征在于：在压力板的外侧设置了用于刮取被压缩废物的刮刀。

所述的废物处理装置，其特征在于：在热分解炉的干馏残渣排出部设置了排出侧压缩用的油压机或螺旋压力机，而且，在上述油压机或螺旋压力机的出口处设置了用于压缩废物的阻力板。

所述的废物处理方法，其特征在于具有：

热分解工序，这是在与空气隔断的状态下对包含有机物的废物进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良(改质)工序，这是在上述热分解工序后，引入上述热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来使上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良(改质)气体；

残渣冷却工序，这是对上述热分解工序中所产生的上述干馏残渣进行冷却，使其固化；

机械处理工序，这是对在该残渣冷却工序中固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

熔融气化工序，这是把燃料和氧或空气混合到在上述机械处理工序中取得的热分解碳中，使其高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时，使碳成分气化，以取得含有低分子碳氢化合物的气化气体。

本发明把在热分解工序中取得的热分解气体单独地引入到气体改良工序内进行气体改良，另一方面，对干馏残渣通过专用的工艺过程进行熔融气化。因此由于热分解气体和干馏残渣分别根据其处理量得到适当的处理，所以，能高效率地把热分解气体变换成燃料气体，能提高气化处理效率。

再者，若把有机成分多的热分解气体原封不动地直接用于燃烧，则机器设备被腐蚀并产生臭气和煤烟等不良影响。但是，若采用本发明，则能通过对气体进行改良而防止这些不良影响。

所述的废物处理方法，其特征在于：在权利要求1所述的废物处理方法中，在气体改良工序内热分解气体在1000～1200℃的温度下至少保持1秒钟。

若采用本发明，则在1000～1200℃的温度下对热分解气体进行加热，使热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，能够取得含有低分子碳氢化合物的改良气体。

所述的废物处理方法，在机械处理装置内，对上述干馏残渣进行细粉碎而得到的干馏残渣分选成金属物和碳化有机物及无机物成分，取得由上述碳化有机物和上述无机物成分构成的热分解碳。

若采用本发明，则由于干馏残渣中金属物在分选后被回收，所以该金属物能作为有用物被重新利用。

所述的废物处理方法，在熔融气化工序内，在1200～1600℃的温度下对碳化有机物进行加热，另一方面使无机物成分变成熔渣(スラグ)。

若采用本发明，则通过高温燃烧能使碳化物的碳化成分气化，能使废物作为有用的回收物和能源被重新利用。而且，包含在废物中未作为金属物回收的重金属等也被封入和固化在无机材料成分的玻璃状熔渣(スラグ)内，所以，不会流出到周围环境里。

再有，若采用本发明，则由于对废物残渣进行气化，制成燃料，所以，要处理的残渣量减少，废物堆放场地和运输费用减少，有利于提高经济效益。

所述的废物处理方法，把通过上述气体改良工序而取得的改良气体、以及通过上述熔融气化工序而取得的气化气体引入到气体冷却工序内对其进行冷却，然后，进行气体净化处理，也就是进行：对上述气体进行清洗的清洗处理、去除硫化氢的脱硫处理、以及利用活性碳过滤器来吸收残留有机气体的所谓残留有机气体去除处理，以此取得纯净气体。

若采用本发明，则由于通过废物处理而生成的气体是被处理成腐蚀、恶臭的影响很小的状态后才利用的，所以能提供没有设备腐蚀问题和恶臭等公害的设施。

所述的废物处理方法，在进行压缩处理工序，即对从气体净化工序中取得的净化气体进行压缩，然后，把取得的压缩气体暂且存储起来，再供给到燃气发动机或锅炉等气体利用装置内。

若采用本发明，则把暂存的净化气体供给到燃气发动机或锅炉等内，变换成能量，用于废物处理工艺过程中，同时，剩余的电力可以出售等用于其他方面。

所述的废物处理方法中，从热分解工序的热分解炉的燃烧气体中回收热能，利用该回收的燃烧气体来对空气进行加热，把这样生成的加热空气作为上述热分解炉的燃烧用空气供使用，或者在熔融气化工序的熔融气化炉的周围设置隔热材料，用水对该隔热材料进行冷却，把这样生成的温水热能供给到该处理设备或其他处理设备。

若采用本发明，则把通过废物处理而获得的能量无浪费地供给到废物处理设备或其他处理设备内，能有效地利用能量。

所述的废物处理方法中，对通过废物处理而生成的气体进行贮存，将该气体作为上述热分解炉的加热源，或者作为熔融气化工序中的熔融气化炉的加热源供使用。

若采用本发明，则通过暂时存贮气体，能够稳定地进行供气，使气体产生量一定，波动小，使用时不会出现过多或不足。

再者，若采用本发明，则把存贮在贮气罐内的气体作为热分解炉和熔融气化炉的加热源使用，并且利用燃气发电等方法把该气体变换成电能，对废物处理设备内所用的能量可供应一部分或全部，因此其效果是能把废物处理所需的成本降低到最低限度。

所述的废物处理方法，对通过废物处理而生成的气体进行贮存，将该气体作为热能源或电能源供给到该处理设备或其他处理设备内。

若采用本发明，则通过对净化气体进行暂时存贮，并将其作为废物处理工艺中的热源，所以能降低设备运转成本。

所述的废物处理装置，其特征在于具有：

供给装置，用于供给包含有机物的废物；

热分解炉，用于引入上述废物，在隔断空气的状态下进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良器，用于引入在上述热分解炉内所发生的热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来对上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良气体；

残渣冷却装置，用于引入在上述热分解炉中产生的上述干馏残渣，通过冷却使其固化；

机械处理装置，用于对固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

熔融气化炉，用于把燃料和氧或空气混合到由上述机械处理装置进行分选后的热分解碳中，进行高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时使碳成分气化，取得含有低分子碳氢化合物的气化气体；

气体冷却装置，用于对上述气体改良器中取得的改良气体、以及在上述熔融气化炉中取得的气化气体进行冷却；

气体净化装置，用于去除上述气体中所包含的杂质，以便取得净化气体；

气体压缩器，用于对通过该气体净化装置所取得的净化气体进行压缩；以及

贮气罐，用于存贮已被压缩的净化气体。

若采用本发明，则分别利用单独的处理装置来对热分解气体和干馏残渣进行气化，因此能高效率地将其变换成气体，能提高气化处理效率。

所述的废物处理装置，其特征在于：机械处理装置由用于对干馏残渣进行粉碎的粉碎机、以及用于对金属、碳化有机物和无机物成分进行分选的分选机构成。

若采用本发明，则由于对干馏残渣进行粉碎，用气化法和溶融变渣法进行处理，所以与过去的废物填埋处理法相比较也好，与烧掉处理法相比较也好，都有大大减小体积的效果，因此，二次废物量大幅度减少，容易确保填埋场地，能大大改善环境条件。

所述的废物处理装置，其特征在于：在熔融气化炉的出口处，设置了用于迅速冷却气化气体的气化气体冷却器。

若采用本发明，则在1400℃左右的高温状态下对废物中所包含的氯化碳氢化合物和卤化分子成分进行稳定化处理，然后用气化气体冷却器将其迅速冷却到100℃以下，这样能切实避免气体成分在低温区(300℃左右)再次被合成为二噁英(ダイオキシン)类。因此，其效果是，能把有害物质变换成稳定的燃烧生成物，能防止影响环境。

所述的废物处理装置，其特征在于：气体冷却装置是用于回收气体所具有的热能而且对气体进行冷却的锅炉或其他热交换器。

从气体改良炉和熔融气化炉中排出的气体具有400～500℃的高温，不能适应于在后阶段设置的气体净化处理，所以，本发明在进行气体处理之前为了有效地利用气体所具有的热能，设置了锅炉等热交换器，对排出的气体进行冷却，同时变换出加热蒸汽，这样能有效利用其热能。

再者，由于，对从气体改良炉和熔融气化炉中排出的气体迅速进行冷却，能防止重新合成像二噁英这类的有害物质。

所述的废物处理装置，其特征在于：所述的废物处理装置中，气体净化装置是由清洗气体用的气体清洗装置、去除硫化氢用的脱硫装置、以及吸收残留有机气体用的活性碳过滤装置构成的。

本发明在对含有低分子碳氢化合物的改良气体和气化气体的混合气体进行贮存之前，先在气体清洗装置中清洗氯化氢等，在脱硫装置中去除硫化氢，并在活性碳过滤装置中对未分解气体和残存的二噁英类等有臭物质进行吸附等，对气体进行净化处理。因此，若采用本发明，则由于把气体制成清洁净化气体，所以，不存在有将害物质排出到周围环境内的危险性，并且能防止能量应用设备以及构成废物处理装置的设备和管道被腐蚀，提供长寿命的废物处理装置。

所述的废物处理装置，其特征在于：热分解炉是由：用于引入废物呈园筒状的内筒；及用于对内筒加热位于内筒的外侧的外筒构成的双层结构。上述内筒比上述外筒长，而且内筒的两端从外筒的两端中伸出，该伸出部分由辊支承，可以转动，至少使上述内筒按照5度以上的向下坡度从废物的入口侧向出口侧保持倾斜状态。

若采用本发明，则在结构上使内筒倾斜，而且设置对内筒进行支承的辊子，以便内筒转动。所以，投入到热分解炉内的废物在热分解炉中由于内筒的旋转而被带动旋转，一点点地逐渐向出口侧前进，被分解成热分解气体和干馏残渣，作为气体和流动体而被排出。

所述的废物处理装置，其特征在于：所述的废物处理装置中，设置了这样的燃烧室：在热分解炉的内筒和外筒之间设置空间部分，在上述外筒的轴向上把上述空间部分划分成多个空间，使燃烧气体通过该空间内，对上述内筒进行加热。

废物的热分解程度取决于加热温度和内筒的旋转速度及倾斜角度。若采用本发明，则把燃烧室划分成4个以上的空间，通过对各燃烧室的温度进行控制，即可很容易地对内筒的加热温度进行控制。

所述的废物处理装置，其特征在于：所述的废物处理装置中，在热分解炉的废物插入部分，设置了插入侧压缩用的油压机或螺旋压力机，而且在上述油压机或螺旋压力机的出口处设置了用于压缩废物的阻力板。

若采用本发明，则在热分解炉的插入部分用螺旋压力机来拉拔废物，用阻力板来压缩废物，即使连续地向热分解炉的内部投入废物，也不会有空气侵入(废物的空隙除外)，所以，能防止热分解炉内的热分解气体直接与大气相接触。因此，若采用本发明，则在热分解炉中能防止废物中所包含的氯和大气中的氧进行化合，能把氯和氧相结合而生成的二噁英减少到最低限度。

所述的废物处理装置，其特征在于：所述的废物处理装置中，在阻力板的外侧设置了刮刀，用于刮取被压缩的废物。

若采用本发明，则通过设置刮刀，能把附着在阻力板上的被压缩废物刮切成薄片。因此在热分解炉内热量容易传到废物内，容易进行热分解。所以，若采用本发明，则即使过去不能处理的50mm以上的大块废物，也能进行热分解。

所述的废物处理装置，其特征在于：所述的废物处理装置中，在热分解炉的干馏残渣排出部分设置了排出侧压缩用的油压机或螺旋压力机，而且在上述油压机或螺旋压力机的出口处设置了用于对废物进行压缩的阻力板。

若采用本发明，则在热分解炉的干馏残渣排出部分也利用螺旋压力机来隔断空气，所以，在热分解炉内部产生的热分解气体能与大气进行隔离。因此，能防止热分解气体中所包含的氯与大气中的氧相结合而生成二噁英。

本发明的效果：

如以上所说明的那样，若采用本发明的废物处理方法，则通过对热分解所生成的热分解气体和干馏残渣分别进行处理，能够获得更多的气体(与过去相比无浪费)，同时，能够大幅度减少二次废物的量。并且，若采用本发明的废物处理装置，则由于设备能在进行热分解时不混入空气，所以，能减少有害物质二噁英等的发生。再有，若采用本发明的废物处理装置，则对从废物中取得的气体进行清洗和脱硫等处理，取得净化的气体后重新利用，所以能够防止供应气体的机构和装置等受到腐蚀等。

以下参照附图，详细说明本发明的实施例：

图1是表示本实施例的废物处理方法的构成图。

图2是表示本实施例的热分解炉结构的断面图。

图3是表示本实施例的热分解炉废物插入部分结构的断面图。

图4是表示本实施例的图3的A-A向视部分的图。

图5是表示本实施例的热分解炉废物排出部分结构的断面图。

图6是表示过去的废物处理装置的构成图。

以下利用图1～图5来说明本发明的实施例。

图1是采用本发明的废物处理装置的结构图。

如图1所示，废物处理装置，其前阶段的处理装置中具有：用于供给包含有机物的废物的供给装置30、以及与该供给装置30相连接，对废物进行干馏的热分解炉31，其后阶段装置中具有气体改良器32，用于对在热分解炉31内产生的热分解气体进行热分解，进行气体改良。

再者，与气体改良器32并联的设备有：

残渣冷却装置33，用于对热分解炉31内产生的干馏残渣进行冷却；以及

机械处理装置34，它与该残渣冷却装置33相连接，用于粉碎和分选干馏残渣。

在此之后有熔融气化炉35，用于对利用机械处理装置34分选后的热分解碳进行高温燃烧，进行气化。

再有，气体改良器32和熔融气化炉35的气体管道进行统一会合，在其下流侧具有对气体进行冷却的气体冷却装置36，在其后边具有气体净化装置37，用于去除气体中的杂质。并且，在该气体净化装置37的后边具有用于对净化气体进行压缩的气体压缩器38、以及用于贮存被压缩的净化气体的贮气罐39。

作为前阶段处理装置的供给装置30，其构成部分包括用于接收废物a的料斗40以及与该料斗40相连接的插入侧压缩用的螺旋压力机41；其用途是把经过该螺旋压力机41压缩后的废物a供给到热分解炉31内。

热分解炉31是对废物a进行干馏，将其分离成热分解气体b和干馏残渣c的设备。在该热分解炉31的废物排出侧通过气体管道42来连接气体改良器32，在热分解炉31中产生的热分解气体b被引入到气体改良器32内。

气体改良器32是对热分解气体b进行改良的设备，具体来说，使热分解气体b和空气中的氧d进行氧化反应，利用由该氧化反应而发生的热量来使热分解气体b中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，获得含有低分子碳氢化合物的改良气体e。

在热分解炉31的废物排出侧，与气体改良器32上所连接的气体管道42相并联地连接了排出侧压缩用螺旋压力机43，用于把热分解炉31内所产生的干馏残渣c排出去，通过该螺旋压力机43把干馏残渣c引入到残渣冷却装置33内。

残渣冷却装置33是从排出侧压缩用的螺旋压力机43中引入干馏残渣c后，通过冷却使干馏残渣进行固化的设备。该残渣冷却装置33，其构成部分包括：

水浴引入侧压缩用的螺旋压力机44，它与螺旋压力机43相连接；

水浴45，用于贮存从该螺旋压力机44送入的水；以及

水浴排出侧压缩用的螺旋压力机46，用于从该水浴45中取出已固化后的干馏残渣c。

固化的干馏残渣c通后下述的输送器被送入到设置在后边的机械处理装置34内。

机械处理装置34，其构成部分包括：

粉碎机47，用于投入干馏残渣c并将其粉碎成细粉粒；以及

分选机48，它设置在上述粉碎机47后边，用于把粉碎后的干馏残渣c分选成金属物、碳化有机物和无机物成分。

经过该分选机48进行分选后的金属物f被回收，由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳g，通过气体管道49被供给到熔融气化炉35内。

熔融气化炉35是对已粉碎的热分解碳g、气体状燃料和氧h混合在一起使其进行高温燃烧的设备。在该熔融气化炉35中，使热分解碳g中的碳成分进行气化，取得含有低分子碳氢化合物的气化气体i。同时，无机物成分被熔化，并固化成玻璃状，作为无机材料j可以回收再利用。并且，在该熔融气化炉35的排出侧，备有气化气体冷却器50，利用该气化气体冷却器50来迅速冷却高温的气化气体i。

上述气体改良器32和熔融气化炉35的气体管道51被统一合并，使改良气体e和气化气体i进行合流，变成混合气体k，把混合气体k引入到设置在其下流侧的气体冷却装置36内。

在该气体冷却装置36内具有用于冷却混合气体k的锅炉52，利用该锅炉52来回收混合气体k所具有热能，使混合气体k冷却。已冷却的混合气体k被引入到气体冷却装置36的后边的气体净化装置37内。

气体净化装置37，其构成部分包括：

气体清洗装置53，用于对混合气体k进行清洗；

脱硫装置54，它连接在该气体清洗装置53的后边，用于去除硫化氢；以及

活性碳过滤装置55，它设置在该脱硫装置54的后边，用于吸收残留有机气体。

混合气体k由该气体净化装置37进行净化，净化后的气体l被引入到气体压缩器38内。

再者，在该气体压缩器38的后边备有贮气罐39，利用该贮气罐39来贮存净化气体l。被贮存的净化气体l，根据需要通过连接在贮气罐37下流侧的供给管道56被供给到燃气发动机57内。并且，在贮气罐37上连接另外的供气管道58，通过该供气管道58把净化气体l供给到热分解炉31和熔融气化炉35内。

另外，在热分解炉31上连接热交换器59，在热分解炉31内通过燃烧而产生的燃烧气体m，经过燃烧气体管道60被供给到热交换器59一方。而在热交换器59上连接空气供给管道61，以便供给热分解炉31的加热源所使用的燃烧用空气n，通过该空气供给管道61而使温度上升的燃烧用空气n被送入到热分解炉31内，提高了热分解炉31的燃烧效率。

在本实施例的热分解炉31内利用由内筒和外筒构成的双层结构的燃烧炉来进行热分解处理。

图2是该热分解炉31的结构断面图。

如图2所示，热分解炉31具有用于引入废物a的园筒状内筒61，在该内筒61的外侧设置了用于对内筒61进行加热的外筒62，这样形成了双层结构。该热分解炉31按照5度以上的向下倾斜坡度从废物a的插入侧向排出侧保持侧斜状态。内筒61比外筒62长，其两端从外筒62的两端伸出。

在该内筒61伸出的两端部分设置了园环状的支承板63，这些支承板63通过辊子64被支承在支承台65上，并能够转动。而且，在内筒61的伸出的废物插入侧的端部外园面上备有园环状的链轮66，该链轮66通过链条与图中未示出的作为驱动源的马达相连结，这样使内筒61进行转动。

在热分解炉31的内筒61和外筒62之间，形成空间部分67；在该空间部分67内沿外筒62的轴向上至少设置4个以上独立的燃烧室68，把内筒61包围在里边。在这些燃烧室68的下部，设置了图中未示出的燃料供给系统，同时分别设置了使供给的燃料进行燃烧的喷燃器69。并且，利用从各鼓风机70来的向各燃烧室68供给的空气在喷燃器69内进行燃烧，使燃烧气体流过各燃烧室69，对内筒61进行加热。

而在各个独立的燃烧室68内设置了用于测量各区温度的测量装置(图中未示出)，能对燃烧进行控制。

再者，在各燃烧室68的上部，设置了用于排出燃烧气体m的排气流路71和排气管道72，以此把燃烧气体m供给到其他设备内。

被引入到热分解炉31内的废物a的受热分解程度取决于加热温度、内筒61的旋转速度和倾斜角度，所以，通过对喷烧器69的燃烧和内筒61的旋转速度进行控制，来使废物a进行热分解，分解成热分解气体b和干馏残渣c，使其作为气体和流动体被排出。

热分解气体b通过气体管道42被供给到气体改良器32内，另一方面，干馏残渣c通过螺旋压力机43、水浴45和螺旋压力机46由输送机73进行输送，被送入到机械处理装置34内。

图3是热分解炉31的废物插入部分的结构放大断面图，图4是图3的A-A向视图。

如以上图所示，在接收废物a的料斗40上连接了螺旋压力机41的轴向一端。该螺旋压力机41的另一端与热分解炉31相连接，并且大体上与热分解炉31布置在同一轴线上。

螺旋压力机41在与料斗40相连接的筒状外壳74内设置了一根旋转轴75，在该旋转轴75的周围设置了螺旋状体76。

在旋转轴75的料斗40侧的端部处设置了作为旋转驱动源的电动马达、油压马达等旋转驱动装置77。并且，在该旋转驱动装置77的输出轴78上通过挠性联轴节79来连接螺旋压力机41的旋转轴75。

并且，在从螺旋压力机41向内筒61的废物挤压位置上，与旋转轴75方向相垂直地设置了用于对被挤压废物a进行压缩的法兰盘状阻力板80。

再有，在阻力板80的更向内筒61侧处设置了废物刮取用的刮刀81。该刮刀81被布置在阻力板80的园周方向上4～8个位置上。这样一来，从螺旋压力机41中挤压出来的废物a被阻力板80压缩后，从该阻力板80的孔82中排出，再由刮刀81进行刮取，将其引入到内筒61的下部内面。

在该阻力板80上，如图4所示在园周方向上按相等间隔制作了多个孔，例如8个孔82，被螺旋压力机39挤压的废物a受到该阻力板80的板面的阻档而处于被压缩状态，被压缩的废物a的一部分依次通过孔82。也就是说，正是阻力板80所产生的阻力部分的压力使废物a被压缩，利用该压缩力来隔断热分解炉31的内部和料斗40侧的大气。

图5是热分解炉31的废物排出侧的结构断面图。

如图5所示，在对废物a进行干馏，将其分离成热分解气体b和干馏残渣c的这种热分解炉31上，连接了排出侧压缩用的螺旋压力机43的轴向一端，以便把干馏残渣c从热分解炉31中排出。该螺旋压力机43的另一端连接在另一个水浴引入侧压缩用的螺旋压力机44上，这两台螺旋压力机的布置方向几乎是互相垂直的。在该水浴引入侧压缩用的螺旋压力机44的下部位置上连接了贮存水的水浴45。并且，在该水浴45上还连接了水浴排出侧压缩用的螺旋压力机46。

用于把干馏残渣c从热分解炉31中排出去的排出侧压缩用的螺旋压力机43，其端部被插入到热分解炉31内，该被插入的端部上方有开口，在被连结的筒状外壳83内设置了一根旋转轴84，在该旋转轴84的周围设置了螺旋状体85。

在旋转轴84的水浴45侧的端部，设置了作为旋转驱动力的电动马达、油压马达等旋转驱动装置(图中未示出)。并且，在该旋转驱动装置的输出轴(图中未示出)上通过挠性联轴节(图中未示出)连接了螺旋压力机43的旋转轴84。

水浴引入侧压缩用的螺旋压力机44，其上部侧面与排出侧压缩用的螺旋压力机43相连接，而且，下部端部与水浴45相连接，在与螺旋压力机43的轴向垂直设置的筒状外壳86内，设置了一根旋转轴87，在该旋转轴87的周围设置了螺旋状体88。

在旋转轴87的上端部，设置了作为旋转驱动力的电动马达、油压马达等旋转驱动装置(无图示)。并且，在该旋转驱动装置的轴向的输出轴(无图示)上，通过挠性联轴节(无图示)连接了螺旋压力机44的旋转轴87。

在从排出侧压缩用的螺旋压力机43向水浴引入侧压缩用的螺旋压力机44的废物挤压位置上，在螺旋压力机43侧与旋转轴84方向相垂直地设置了用于对被挤压的废物a进行压缩的法兰盘状(凸缘状)电阻板89。在该阻力板89上，和图4所示的阻力板80一样，在园周方向上按相等间隔布置有多个孔，例如8个孔，受螺旋压力机43挤压的废物a又受到该阻力板89的板面的阻挡而处于压缩状态，被压缩的废物a的一部分依次通过板上的孔。也就是说，正是阻力板89所产生的阻挡部分的压力使得废物a被压缩，利用该压缩力来隔断热分解炉31的内部和水浴45侧的大气。

水浴45是为了把干馏残渣c短时间浸入水内使其固化而设置的贮水容器。在水浴45的外部设置了引流风机(无图示)，用于吸引在该水浴45内对高温干馏残渣c进行迅速水冷却时大量产生的水蒸汽o。

并且，在该水浴45内备有水浴排出侧压缩用的螺旋压力机46，其下端部插入到水浴45中，上端部突出到水浴45的上侧，该螺旋压力机46被布置成从上端部向下端部保持向下倾斜的状态。

水浴排出侧压缩用的螺旋压力机46，在上端部和下端部开口的筒状外壳90内设置一根旋转轴91，在该旋转轴91的周围设置了螺旋状体92。

在旋转轴91的上端部侧，设置了作为旋转驱动力的电动马达、油压马达等旋转驱动装置(无图示)。并且，在该旋转驱动装置的轴向的输出轴(无图示)上，通过挠性联轴节(无图示)来连接螺旋压力机46的旋转轴91。

在螺旋压力机46的突出的上端部的正下面，设置了输送机(无图示)，对固化的干馏残渣c进行输送。

以下说明本实施例的废物处理方法。

首先，废物a要预先把其中的金属物分离除掉，并将其切断成50mm以上而且接近50mm的大小，其主要成分为有机物。

把废物a投入料斗40内，于是废物a被螺旋压力机41沿水平方向拉拔，把被压缩的废物a供给到热分解炉31内。

如图3所示，投入到料斗40内的废物a，利用由旋转驱动装置77驱动而旋转的旋转轴75和螺旋体76沿水平方向进行拉拔，由内筒61的旋转来带动其转动，向出口侧一边加热，一边一点点地前进。该废物a被设置在热分解炉31排出侧的阻力板80进行压缩，被压缩的废物a供给到热分解炉31的内筒61内。

供给到热分解炉31内的废物a在热分解炉31中与空气隔断的状态下进行干馏，分离成热分解气体b和干馏残渣c。

通过热分解炉31的干馏而获得的热分解气体b，被引入到气体改良器32内，在该气体改良器内，热分解气体b与氧d进行氧化反应。利用通过该氧化反应而产生的热量把热分解气体b加热到1000～1200℃的温度，至少保持1秒，使热分解气体b中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，变成低分子碳氢化合物的改良气体e。

另一方面，干馏残渣c从旋转的热分解炉31被螺旋压力机43沿水平方向拉拔，被阻力板89进行压缩。被压缩的干馏残渣c通过螺旋压力机44被引入到水浴45内。

在水浴45中，对干馏残渣c进行冷却，使其固化。并且，用粉碎机47对固化的干馏残渣c进行微细粉碎，然后引入到分选机48内，对金属物、碳化有机物和无机物成分进行分选。金属物i被同收，由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳f被引入到熔融气化炉35内。

在熔融气化炉35内，把燃料和氧h混合到热分解碳f内，在1200～1600℃的温度下加热进行高温燃烧，使热分解碳f的碳成分进行气化，生成含有低分子碳氢化合物的气化气体i，同时使碳以外的无机物成分熔化。

把按上述方法制成的改良气体e和气化气体i的混合气体k引入到锅炉52内，迅速进行冷却。然后，在气体清洗装置53内对混合气体k进行清洗，之后用脱硫装置54来去除硫化氢。并且，利用活性碳过滤装置55来去除残留有机气体，利用气体压缩器38来对气体进行压缩，把净化气体l贮存到贮气罐39内。

贮存在贮气罐39内的净化气体l，根据需要被供给到燃气发动机57或锅炉、热分解炉31、熔融气化炉35内。

若采用这种废物处理方法，则由于对从热分解炉31中取得的热分解气体b和干馏残渣c分别进行处理，所以，容易操作，而且，能提高气化处理效率。

具体来说，通过对于馏残渣c单独进行处理，容易把水蒸汽o和热分解气体b隔断开，所以，能避免爆炸等危险，容易进行废物处理操作。

再者，即使在重金属混入到干馏残渣c内的情况下，也能通过在机械处理装置34和熔融气化炉35内进行高温燃烧，来把重金属封入到玻璃状物体内，防止其熔出到外部，使操作容易进行。

再有，进一步使干馏残渣c进行燃烧、气化，这样，能从作为二次废物的干馏残渣c中获得气体，所以，能提高气化处理效率，同时由于干馏残渣c被气化而使干馏残渣c的量大幅度减少，所以，能使填埋场地长期使用，效果很好。

再者，若采用这种构成，则把螺旋压力机43、44连接到热分解炉31上，能使热分解炉31内部产生的热分解气体b与大气隔断，所以，能大幅度减少由于热分解气体b内包含的氯和大气中的氧d相结合而生成的二噁英数量。

再有，把热分解炉31的燃烧气体m通入到该热交换器59的一边；把热分解炉31的加热源中所使用的燃烧用空气n通入到另一方，提高燃烧用空气n的温度，因此，能提高热分解炉31的燃烧效率。

若采用本实施例的结构，则在阻力板80上设置废物刮取用的刮刀81，通过薄薄地刮取通过阻力板80而被压缩的废物a，能够获得废物a在热分解炉31中容易传热，容易进行热分解的效果。因此，废物a的大小即使为50mm以上也不影响热分解。

在已知的例子中，限定废物必须是切碎成50mm以下的，以附着有机物的金属屑为主。而在本发明的实施例中，对于切断尺寸为50m以上的废物、在其他废物中间处理过程中被压缩成形为块状的、以有机物为主要成分的、其中混有纸、塑料、木片的一般废物和产业废物，均可以处理。

另外，在已知的例子中，废物是以金属屑为主。但在本发明的实施例中，废物投入热分解过程之前先用磁选机来去除其中的金属屑，所以，废物内即使混入部分金属屑也没有关系，但是，处理的对象是以有机物为主的废物a。

所以，作为处理对象的废物，其大小并不限定为切断成50mm以下，而是放宽为切断成50mm以上而且接近50mm的尺寸，或者是对在其他处理场所制造的废物进行固化提取燃料(RDF)，所以容易确保有充够的被处理原料。

再有，若采用本实施例，则能够利用废物处理中所生成的气体来作为废物处理中所使用的热能和电能的一部分或全部，所以能有效地利用能量。

再者，由于对这样进行废物处理所取得的气体进行清洗和脱硫等处理，制成净化的气体l，重新利用，所以，能防止用于供应气体的设备等被腐蚀。

而且，因为熔融气化炉35内部是高温，所以必须对炉壁进行冷却，但在熔融气化炉35内设置隔热材料，用水来冷却该隔热材料，对这样产生的温水的热能进行利用，因此，能够把废物处理所产生的气体作为热分解炉31的加热源使用，或者作为熔融气化炉35的加热源使用。

再有，在本实施例中，对气体所具有的热能进行回收，而且，作为对气体进行冷却的气体冷却装置36采用了锅炉52，但也可以采用其他热交换器来取代锅炉52。

还有，在本实施例中，在干馏残渣c的插入部和排出部等处采用了螺旋压力机41、42等，但也可以用油压机来代替该螺旋压力机。

Claims (15)

1、一种废物处理方法，其特征在于具有：

热分解工序，这是在与空气隔断的状态下对包含有机物的废物进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良工序，这是在上述热分解工序后，引入上述热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来使上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良气体；

残渣冷却工序，这是对上述热分解工序中所产生的上述干馏残渣进行冷却，使其固化；

机械处理工序，这是对在该残渣冷却工序中固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

在上述气体改良工序中，热分解气体在1000～1200℃的温度下至少保持1秒。

2.如权利要求1所述的废物处理方法，其特征在于：还包括熔融气化工序，这是把燃料和氧或空气混合到在上述机械处理工序中取得的热分解碳中，使其高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时，使碳成分气化，以取得含有低分子碳氢化合物的气化气体，在该熔融气化工序中，在1200～1600℃的温度下对碳化有机物加热，另一方面使无机物成分进行熔渣化处理。

3.如权利要求2所述的废物处理方法，其特征在于：还进行气体冷却工序后的气体净化工序，也就是说，

先进行气体冷却工序，即把在上述气体改良工序中取得的改良气体和在上述熔融气化工序中取得的气化气体引入到内部，对该改良气体和气化气体进行冷却；

然后，进行气体净化工序，取得净化气体，其方法是进行以下处理：对上述气体进行清洗的清洗处理、去除硫化氢的脱硫处理、以及利用活性碳过滤器来吸收残留有机气体的残留有机气体去除处理。

4.如权利要求3所述的废物处理方法，其特征在于：

还进行压缩处理工序，即对从气体净化工序中取得的净化气体进行压缩，然后把取得的压缩气体暂时存贮起来，再供给到燃气发动机或锅炉等气体利用装置中。

5.如权利要求1～4中任一项所述的废物处理方法，其特征在于：在机械处理工序中，对上述干馏残渣进行微细粉碎后得到的干馏残渣分选成金属物、碳化有机物和无机物成分，取得由上述碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳。

6.如权利要求1至4中任一项所述的废物处理方法，其特征在于：

从上述热分解工序中的热分解炉的燃烧气体中回收热量，利用该已回收的燃烧气体来对空气进行加热，把这样生成的加热空气作为上述热分解炉的燃烧用空气提供使用，或者，在熔融气化工序中的熔融气化炉的周围设置隔热材料，用水来冷却该隔热材料，把这样生成的温水的热能供给到该处理设备或其他处理设备内。

7.如权利要求1至4中的任一项所述的废物处理方法，其特征在于：

对上述废物处理中生成的气体加以贮存，然后将其作为上述热分解炉的加热源使用，或者作为熔融气化工序中的熔融气化炉的加热源使用。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的废物处理方法，其特征在于：

对上述废物处理中所生成的气体加以贮存，然后再将其作为热能源或电能源提供给该处理设备或其他处理设备。

9.一种废物处理装置，其特征在于具有：

供给装置，用于供给包含有机物的废物；

热分解炉、用于引入上述废物，在隔断空气的状态下对其进行干馏，将其分离成热分解气体和干馏残渣；

气体改良器，用于引入在上述热分解炉内所发生的热分解气体，使该热分解气体中的氧化性成分进行氧化反应，利用该氧化反应所产生的热量来对上述热分解气体中的高分子碳氢化合物成分进行热分解，取得包含低分子碳氢化合物的改良气体；

残渣冷却装置，用于引入在上述热分解炉中产生的上述干馏残渣，通过冷却使其固化；

机械处理装置，用于对固化的上述干馏残渣进行粉碎和分选，取得由碳化有机物和无机物成分构成的热分解碳；

熔融气化炉，用于把燃料和氧或空气混合到由上述机械处理装置进行分选后的热分解碳中，进行高温燃烧，使上述热分解碳的无机物成分熔化，同时使碳成分气化，取得含有低分子碳氢化合物的气化气体；

气体冷却装置，用于对在上述气体改良器中取得的改良气体、以及在上述熔融气化炉中取得的气化气体进行冷却；

气体净化装置，用于去除上述气体中所包含的杂质，以便取得净化气体；

气体压缩器，用于对通过该气体净化装置所取得的净化气体进行压缩；以及

贮气罐，用于存贮已被压缩的净化气体。

10.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于：机械处理装置包括：用于粉碎干馏残渣的粉碎机和用于分选金属、碳化有机物和无机物成分的分选机。

11.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于：在熔融气化炉的出口处，设置了用于迅速冷却气化气体的气化气体冷却器。

12.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于：气体冷却装置是用于回收气体所具有的热能而且对气体进行冷却的锅炉或者其他热交换器。

13.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于：气体净化装置是由用于清洗气体的气体清洗装置、用于去除硫化氢的脱硫装置、以及用于吸收残留有机气体的活性碳过滤装置构成的。

14.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于：热分解炉是由：用于引入废物的园筒状内筒、以及设置在该内筒的外侧的对内筒加热用的外筒构成的双层结构，上述内筒比外筒长，而且上述内筒的两端从外筒的两端伸出，该伸出部分由辊子支承进行转动，至少使上述内筒从废物入口侧向出口侧保持5°度以上的向下倾斜度。

15.如权利要求14所述的废物处理装置，其特征在于：

在上述热分解炉的内筒和外筒之间设置有空间部，在上述外筒的轴向上把上述空间部分割成多个空间，使燃烧气体通过该空间，从而设置了对上述内筒进行加热的燃烧室。