JP2000039122A - City garbage gasifying/melting system and method - Google Patents

City garbage gasifying/melting system and method

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JP2000039122A
JP2000039122A JP10209872A JP20987298A JP2000039122A JP 2000039122 A JP2000039122 A JP 2000039122A JP 10209872 A JP10209872 A JP 10209872A JP 20987298 A JP20987298 A JP 20987298A JP 2000039122 A JP2000039122 A JP 2000039122A
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JP
Japan
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furnace
gas
gasification
melting
ash
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Application number
JP10209872A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Ogawa
彰一 小川
Nobumoto Ito
暢基 伊藤
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable treatment of a large amount of city garbage with a relatively smaller ash melting furnace. SOLUTION: In a city garbage gasifying/melting system which is provided with a circulating fluidized bed type gasifying furnace 1 to gasify city garbage by thermal decomposition and an ash melting furnace 3 to melt incineration residue thereof utilizing a combustion heat of a thermal decomposition gas thereof a gas supply system is so arranged to comprise a supply line 16 with which a part alone of the thermal decomposition gas generated from the gasifying furnace 1 is branched off a discharge port 19a to be guided to the ash melting furnace 3, a cyclone 2a and a supply line 17.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化炉と灰溶融
炉を組み合わせて都市ごみを高温焼却し、残渣を溶融し
て処理する都市ごみガス化・溶融システム及び方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a municipal waste gasification / melting system and method for combining a gasifier and an ash melting furnace to incinerate municipal waste at a high temperature and melt and treat the residue.

【0002】[0002]

【従来の技術】次世代型の都市ごみ処理施設として、ガ
ス化・溶融システムの開発が進められている。このガス
化・溶融システムでは、まず500℃程度の低空燃比雰
囲気下でごみを蒸し焼きにして熱分解することにより、
ガスを生成する。次に、熱分解後の残渣を、熱分解ガス
を燃料として約1300℃で加熱して溶融することによ
り、ガラス状のスラグに加工して処理するものである。
2. Description of the Related Art As a next-generation municipal solid waste treatment facility, a gasification and melting system is being developed. In this gasification and melting system, garbage is first steamed and pyrolyzed in a low air-fuel ratio atmosphere at about 500 ° C,
Generate gas. Next, the residue after the thermal decomposition is heated and melted at about 1300 ° C. using the pyrolysis gas as a fuel, thereby processing and processing into a glassy slag.

【0003】このシステムによれば、これまでの焼却処
理と異なり、ごみが高温雰囲気中で分解処理されるので
ダイオキシン等の有害物質や悪臭の発生が抑えられる、
エネルギー回収率が高い、スラグからの資源再生が容
易、等の利点がある。
According to this system, unlike conventional incineration, garbage is decomposed in a high-temperature atmosphere, so that generation of harmful substances such as dioxin and odor is suppressed.
There are advantages such as a high energy recovery rate and easy resource recovery from slag.

【0004】こうした従来のガス化・溶融システムの構
成を図4に示す。このシステムは、流動層式のガス化炉
1とロータリーキルン式の灰溶融炉3を備えたものであ
る。
FIG. 4 shows the configuration of such a conventional gasification and melting system. This system includes a fluidized bed gasifier 1 and a rotary kiln ash melting furnace 3.

【0005】都市ごみは、供給ホッパー10によりガス
化炉1内に投入される。このガス化炉1には、空気供給
系9を介して、燃焼用及びごみ流動用の空気を導入し
て、都市ごみを焼却する。このときに、空燃比λを1未
満に設定することにより、部分燃焼反応により、COや
2等のガスが生成される。この生成ガスは、ガス化炉
1の上部のガス排出口19からガス供給ライン16によ
りサイクロン2に送られ、ガス中に含まれる流動砂や焼
却残渣は分離されて、戻しライン22により再びガス化
炉1に戻され、生成ガスのみが燃焼ガスライン17によ
り灰溶融炉3に送られる。一方、ガス化炉1の炉底に貯
った焼却残渣を含む灰は抜取装置14により炉外に取り
出され、灰/金属分離装置15により鉄、アルミ等を灰
から分別する。ガス化炉1内は、還元雰囲気となってい
るため、錆のない純度の高い金属を回収することがで
き、再資源化が容易である。こうして金属分を除去され
た灰は灰搬送システム11により灰溶融炉3に送られ
る。
[0005] The municipal solid waste is introduced into the gasification furnace 1 by the supply hopper 10. Combustion and refuse flowing air are introduced into the gasifier 1 through an air supply system 9 to incinerate municipal waste. At this time, by setting the air-fuel ratio λ to less than 1, a gas such as CO or H 2 is generated by the partial combustion reaction. This generated gas is sent to the cyclone 2 from the gas outlet 19 at the upper part of the gasification furnace 1 by the gas supply line 16, and the fluidized sand and incineration residues contained in the gas are separated, and the gasification is again performed by the return line 22. It is returned to the furnace 1 and only the produced gas is sent to the ash melting furnace 3 by the combustion gas line 17. On the other hand, the ash containing the incineration residue stored in the bottom of the gasification furnace 1 is taken out of the furnace by the extraction device 14, and iron, aluminum, etc. are separated from the ash by the ash / metal separation device 15. Since the inside of the gasification furnace 1 is in a reducing atmosphere, rust-free high-purity metal can be recovered, and recycling can be easily performed. The ash from which the metal content has been removed is sent to the ash melting furnace 3 by the ash transport system 11.

【0006】灰溶融炉3では、ガス化炉1から送られて
きた生成ガスに燃焼空気供給系8を介して燃焼用空気を
導入し、燃焼させる。これにより炉内温度を約1300
℃程度に保ち、この高温雰囲気中で灰を溶融させてスラ
グ化する。このスラグは炉外に送られてスラグ溜め6か
ら取り出されてリサイクルされる。一方、燃焼ガスはさ
らに2次燃焼炉4に送られ、2次燃焼用空気供給系13
により2次空気を供給するとともに同時に過熱器5によ
り昇温して、未燃物を完全に燃焼させる。排ガスは排ガ
ス処理系12に送られ、ボイラー等により排熱回収を行
うとともに、ガス中の不要物を除去する処理を行う。
[0006] In the ash melting furnace 3, combustion air is introduced into the generated gas sent from the gasification furnace 1 through a combustion air supply system 8 and burned. As a result, the furnace temperature was reduced to about 1300
C., and the ash is melted in this high temperature atmosphere to form slag. This slag is sent out of the furnace, taken out of the slag reservoir 6, and recycled. On the other hand, the combustion gas is further sent to the secondary combustion furnace 4 and is supplied to the secondary combustion air supply system 13.
, And at the same time, the temperature is increased by the superheater 5 to completely burn the unburned matter. The exhaust gas is sent to an exhaust gas treatment system 12, where the exhaust heat is recovered by a boiler or the like, and a process of removing unnecessary substances in the gas is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この種のシステムで
は、特に、高温でスラグを生成する灰溶融炉の断熱性、
炉内の熱分布の均一性を保つ必要がある。ところが、ガ
ス化炉にて発生したガスの全量を燃料として灰溶融炉に
供給すると、ガス量が多いために灰溶融炉内にて灰が飛
散する虞があり、灰の飛散防止のためにガス流速を低下
させるために灰溶融炉の断面積を大きくする必要があ
り、灰溶融炉が大型化していた。この結果、断熱性、熱
分布の均一性を保つことが困難になるとともに、プラン
トの建設コストが上がるうえ、保守コストも増加してし
まう。さらに、大型化するとエネルギーの回収効率も低
下してしまうという欠点があった。
In systems of this kind, in particular, the insulating properties of ash melting furnaces which produce slag at high temperatures,
It is necessary to keep the heat distribution in the furnace uniform. However, when the entire amount of gas generated in the gasification furnace is supplied to the ash melting furnace as fuel, the ash may be scattered in the ash melting furnace due to the large amount of gas. In order to reduce the flow velocity, it was necessary to increase the cross-sectional area of the ash melting furnace, and the ash melting furnace was enlarged. As a result, it becomes difficult to maintain the heat insulating property and the uniformity of the heat distribution, and the construction cost of the plant increases and the maintenance cost also increases. Further, there is a disadvantage that the energy recovery efficiency is reduced when the size is increased.

【0008】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、
比較的小型の灰溶融炉で大量の都市ごみの処理が可能な
都市ごみガス化・溶融システム及び方法を提供すること
を課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a municipal waste gasification and melting system and method capable of treating a large amount of municipal waste with a relatively small ash melting furnace.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の都市ごみガス化・溶融システムは、都市ご
みを熱分解してガス化する循環型流動層式のガス化炉
と、前記ガス化炉の焼却残渣を前記熱分解ガスの燃焼熱
を利用して溶融する灰溶融炉と、を備える都市ごみガス
化・溶融システムにおいて、ガス化炉で生成された熱分
解ガスの一部のみを灰溶融炉に導くガス供給系を備えて
いることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a municipal solid waste gasification and melting system according to the present invention comprises a circulating fluidized bed gasifier for pyrolyzing municipal solid waste and gasifying the same. An ash melting furnace that melts the incineration residue of the gasification furnace by using the combustion heat of the pyrolysis gas, and in a municipal solid waste gasification and melting system, only a part of the pyrolysis gas generated by the gasification furnace And a gas supply system for introducing the gas into the ash melting furnace.

【0010】一方、本発明の都市ごみガス化・溶融方法
は、循環型流動層式のガス化炉で投入された都市ごみを
熱分解してガス化する工程と、灰溶融炉で前記ガス化炉
の焼却残渣を前記熱分解ガスの燃焼熱を利用して溶融す
る工程と、を備える都市ごみガス化・溶融方法におい
て、ガス化炉で生成された熱分解ガスの一部のみを灰溶
融炉に導くことを特徴とするものである。
On the other hand, the method for gasifying and melting municipal solid waste according to the present invention comprises the steps of thermally decomposing municipal solid waste supplied by a circulating fluidized bed type gasifier and gasifying the same; Melting the incineration residue of the furnace by using the heat of combustion of the pyrolysis gas, wherein the municipal solid waste gasification and melting method comprises: It is characterized by being led to.

【0011】本発明者らは、一般的な都市ごみについて
調べた結果、焼却により発生する灰の全量をその融点で
ある1200℃以上に加熱するために必要な熱量は、都
市ごみ自体が持つ熱量約2400kcal/kgの約1
4%程度であることを確認した。したがって、灰の融点
以上への昇温に必要なだけの熱分解ガスを灰溶融炉に導
くこととすれば、灰溶融炉へのガス供給量は大幅に減ら
せることを見出した。灰溶融炉では灰の飛散を防ぐため
に、炉内のガス流の速度を低く抑える必要があり、ガス
供給量が多いほど、炉の断面積を大きく、つまり、炉を
大型化する必要がある。本発明では、灰溶融炉への熱分
解ガス供給量を抑えているので、炉が小型化できる。
The present inventors have examined general municipal waste and found that the amount of heat required to heat the entire amount of ash generated by incineration to 1200 ° C. or more, which is its melting point, is the amount of heat that municipal waste itself has. About 1 of about 2400 kcal / kg
It was confirmed that it was about 4%. Therefore, it has been found that the amount of gas supplied to the ash melting furnace can be significantly reduced if only the pyrolysis gas necessary for raising the temperature to a temperature higher than the melting point of the ash is introduced into the ash melting furnace. In the ash melting furnace, it is necessary to keep the gas flow rate in the furnace low in order to prevent the ash from scattering, and the larger the gas supply amount, the larger the sectional area of the furnace, that is, the larger the furnace. In the present invention, the supply of the pyrolysis gas to the ash melting furnace is suppressed, so that the furnace can be downsized.

【0012】また、ガス化炉内の高さの異なる複数の位
置に燃焼用の2次空気を導入する2次空気導入口が設け
られていてもよい。これにより、ガス化炉内の温度分布
が均一化されるとともに、炉内全体で均一に熱分解反応
が進行する。
Further, secondary air inlets for introducing secondary air for combustion may be provided at a plurality of positions at different heights in the gasification furnace. Thereby, the temperature distribution in the gasification furnace is made uniform, and the thermal decomposition reaction proceeds uniformly throughout the furnace.

【0013】ガス化炉からガス供給系へのガス排出口
は、ガス化炉内のガス温度300〜500℃の領域に設
けられていてもよい。熱分解反応が進行するためには、
ガス温度は300℃以上である必要があり、500℃以
下の比較的低温のガスをガス供給口へ取り入れること
で、ガス供給系に送風機、流量調整弁などを設けること
が可能となる。
The gas outlet from the gasification furnace to the gas supply system may be provided in a region of the gasification furnace having a gas temperature of 300 to 500 ° C. In order for the thermal decomposition reaction to proceed,
The gas temperature must be 300 ° C. or higher, and by introducing a relatively low temperature gas of 500 ° C. or lower into the gas supply port, it becomes possible to provide a blower, a flow control valve, and the like in the gas supply system.

【0014】本発明の都市ごみガス化・溶融システム
は、ガス化炉と、灰溶融炉に加えて、ガス中の固形物を
分離して除去する第1及び第2のサイクロンと、ガス化
炉の底部近傍に設けられた第1のガス排出口と第1のサ
イクロンを接続する第1のガス供給ラインと、ガス化炉
の上部に設けられた第2のガス排出口と第2のサイクロ
ンを接続する第2のガス供給ラインと、第1及び第2の
サイクロンのそれぞれの固形物排出口とガス化炉底部に
設けられた固形物投入口とを接続する戻しラインと、第
1のサイクロンのガス排出口と灰溶融炉の燃焼ガス入口
とを接続する燃焼ガス供給ラインと、灰溶融炉の下流に
配置された2次燃焼炉と、第2のサイクロンのガス排出
口と2次燃焼炉とを接続する2次燃焼ガス供給ライン
と、を備えていることが好ましい。
The municipal waste gasification and melting system according to the present invention comprises a gasifier, a ash melting furnace, first and second cyclones for separating and removing solids in a gas, and a gasifier. A first gas supply line connecting the first cyclone and the first cyclone provided near the bottom of the gasifier; and a second gas discharge port and a second cyclone provided above the gasifier. A second gas supply line connecting the first and second cyclones, a return line connecting a solid discharge port of each of the first and second cyclones with a solid input port provided at the bottom of the gasification furnace; A combustion gas supply line connecting a gas outlet and a combustion gas inlet of the ash melting furnace, a secondary combustion furnace arranged downstream of the ash melting furnace, a second cyclone gas outlet and a secondary combustion furnace; And a secondary combustion gas supply line for connecting Preferred.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。なお、説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附す。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. To facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components as much as possible in each drawing.

【0016】図1は、本発明に係る都市ごみガス化・溶
融システムの実施形態を表す概略図である。まず、この
システムの構造について説明する。基本的な構成は、図
4に示される従来のシステムと同様である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a municipal waste gasification and melting system according to the present invention. First, the structure of this system will be described. The basic configuration is the same as the conventional system shown in FIG.

【0017】流動層式のガス化炉1は、都市ごみを供給
する供給ホッパー10と、燃焼用及び流動用の空気を供
給する空気供給系9がその下部に設けられており、その
上部と比較的下部の2ヶ所に熱分解ガスのガス排出口1
9a、19bが設けられ、中部部分に2次燃焼用の空気
取入口18が設けられている。
The fluidized-bed gasifier 1 is provided with a supply hopper 10 for supplying municipal solid waste and an air supply system 9 for supplying air for combustion and flow. Two gas outlets for pyrolysis gas at the bottom
9a and 19b are provided, and an air intake 18 for secondary combustion is provided in the middle part.

【0018】ガス化炉1の比較的下部のガス排出口19
aに接続されたガス供給ライン16は、固気分離用のサ
イクロン2aに接続されており、サイクロン2aの下部
は、ガス化炉1への戻りライン22に接続され、その上
部は燃焼ガス供給ライン17により灰溶融炉3(例えば
ロータリーキルン式)に接続されている。
A gas outlet 19 at a relatively lower portion of the gasifier 1
a is connected to a cyclone 2a for gas-solid separation, the lower part of the cyclone 2a is connected to a return line 22 to the gasifier 1, and the upper part thereof is a combustion gas supply line. 17 is connected to the ash melting furnace 3 (for example, a rotary kiln type).

【0019】一方、ガス化炉1の上部のガス排出口19
bは、ガス供給ライン20によりサイクロン2bに接続
されており、サイクロン2bの下部は、サイクロン2a
の下部と同様にガス化炉1への戻りライン22に接続さ
れており、サイクロン2bの上部は、2次燃焼ガス供給
ライン21により2次燃焼炉4に接続されている。
On the other hand, the gas outlet 19 in the upper part of the gasifier 1
b is connected to the cyclone 2b by the gas supply line 20, and the lower part of the cyclone 2b is
The upper part of the cyclone 2b is connected to the secondary combustion furnace 4 by the secondary combustion gas supply line 21 in the same manner as the lower part of the cyclone 2b.

【0020】灰溶融炉3の出口は、スラグ溜め6の上部
に接続されて、2次燃焼炉4へと繋がっている。2次燃
焼炉4には、2次燃焼用空気取入口13が設けられてお
り、その出口は排ガス処理系12(図示せず)に接続さ
れている。
The outlet of the ash melting furnace 3 is connected to the upper part of the slag reservoir 6 and is connected to the secondary combustion furnace 4. The secondary combustion furnace 4 is provided with a secondary combustion air inlet 13, the outlet of which is connected to an exhaust gas treatment system 12 (not shown).

【0021】また、ガス化炉1の底部は、炉底灰の抜取
装置14が接続され、これと灰/金属分離装置15が接
続されている。そして、灰/金属分離装置15の灰排出
口は、灰溶融炉3の灰取入口と灰搬送システム11によ
り接続されている。
Further, the bottom of the gasification furnace 1 is connected to a furnace bottom ash extraction device 14, which is connected to an ash / metal separation device 15. The ash outlet of the ash / metal separator 15 is connected to the ash inlet of the ash melting furnace 3 by the ash transport system 11.

【0022】図2は、ガス供給ライン16の詳細な説明
図である。このライン16には、同ライン16内を流れ
る熱分解ガスと空気との熱交換器16aと、ライン16
内を流れるガスの流量を調整する調整弁16b、ガスを
強制的にサイクロン2aへ送り込むブロワー16cが配
置されている。
FIG. 2 is a detailed explanatory view of the gas supply line 16. The line 16 includes a heat exchanger 16a for exchanging pyrolysis gas and air flowing in the line 16 and a line 16
An adjustment valve 16b for adjusting the flow rate of the gas flowing through the inside and a blower 16c for forcibly sending the gas to the cyclone 2a are arranged.

【0023】次に、図1〜図3を参照して、本実施形態
のシステムで実施される本発明の都市ごみガス化・溶融
方法について説明する。図3は、ガス化炉1内のガス温
度分布を示したグラフであり、グラフ横軸の記号A〜D
は、図1中の対応する記号A〜Dの位置にそれぞれ対応
している。
Next, a method for gasifying and melting municipal solid waste of the present invention, which is carried out by the system of the present embodiment, will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a graph showing a gas temperature distribution in the gasification furnace 1, and symbols A to D on the horizontal axis of the graph.
Correspond to the positions of the corresponding symbols A to D in FIG.

【0024】供給ホッパー10を介してガス化炉1に都
市ごみを投入し、空気供給系10からこのごみを燃料と
したときの空燃比λが1未満、好ましくは0.2〜0.
3に相当する量の空気を導入する。この空気により、都
市ごみをガス化炉1内で流動させると同時に、空燃比に
相当する量だけのごみが部分燃焼する。この燃焼熱によ
り、残りのごみ及び燃焼灰は昇温され、熱分解反応によ
り、CO、H2等の熱分解ガスが生成される。さらに、
空気取入口18から導入された2次燃焼空気により、こ
の熱分解ガスが燃焼して、ガス化炉1内の温度が上昇
し、炉内の流動が促進され、炉内の温度分布を適切に制
御することができる。図3に示されるように、空気取入
口18より上方のC、D位置では、炉内温度は1000
℃近くに達する。反対に、下方のA、B位置では、比較
的低い温度が保たれるが、ごみ投入口近傍のA位置付近
を除くと、炉内全体が熱分解反応が起こる300〜95
0℃になっている。そして、ガス排出口19aは、比較
的低温の領域にある。
The municipal solid waste is put into the gasifier 1 through the supply hopper 10, and the air-fuel ratio λ when the waste is used as fuel from the air supply system 10 is less than 1, preferably 0.2 to 0.1.
An amount of air corresponding to 3 is introduced. The air causes the municipal waste to flow in the gasifier 1, and at the same time, partially burns the waste corresponding to the air-fuel ratio. The temperature of the remaining refuse and combustion ash is raised by this combustion heat, and pyrolysis gases such as CO and H 2 are generated by the pyrolysis reaction. further,
The pyrolysis gas is burned by the secondary combustion air introduced from the air inlet 18, the temperature in the gasification furnace 1 rises, the flow in the furnace is promoted, and the temperature distribution in the furnace is appropriately adjusted. Can be controlled. As shown in FIG. 3, at positions C and D above the air intake 18, the furnace temperature is 1000
Reach nearly ℃. On the other hand, at the lower positions A and B, a relatively low temperature is maintained. However, except for the vicinity of the position A near the refuse inlet, the entire furnace has a thermal decomposition reaction of 300 to 95.
It is 0 ° C. The gas outlet 19a is located in a relatively low temperature area.

【0025】ガス排出口19aからは、生成される熱分
解ガスの一部が抜き出されてガス供給ライン16を介し
て、サイクロン2aに導かれる。ガス供給ライン16で
は、図2に示されるように、熱交換器16aにより、灰
溶融炉3へ供給される燃焼用空気を加熱する。その結
果、熱分解ガスは一旦冷却される。調整弁16bとブロ
ワー16cによりサイクロン2aへ流入する熱分解ガス
の量を調整することができる。
A part of the generated pyrolysis gas is extracted from the gas discharge port 19a and led to the cyclone 2a via the gas supply line 16. In the gas supply line 16, as shown in FIG. 2, the combustion air supplied to the ash melting furnace 3 is heated by the heat exchanger 16a. As a result, the pyrolysis gas is once cooled. The amount of the pyrolysis gas flowing into the cyclone 2a can be adjusted by the adjusting valve 16b and the blower 16c.

【0026】前述したように、都市ごみを焼却した灰の
全量を融点である1200℃以上に加熱するのに必要な
熱量は、都市ごみの熱量約2400kcal/kgの約
14%程度である。したがって、この熱量を発生させる
のに十分な量の熱分解ガスを供給してやればよい。都市
ごみの熱量のうち約40%がガス化炉1での熱分解反応
で使用され、熱分解ガスを燃焼させた時に発生する熱量
は、都市ごみ1kgあたりにすると、約1400kca
lとなるから、灰の全量を融点以上に加熱するのに必要
な熱分解ガスの量は、発生した熱分解ガス全体のうちの
約24%となる。ごみの組成の違いを考慮すると、灰溶
融炉3に導く熱分解ガスの割合は約10%〜約50%と
することが好ましい。
As described above, the amount of heat required to heat the entire amount of incinerated municipal waste ash to 1200 ° C. or more, which is the melting point, is about 14% of the calorific value of municipal waste of about 2,400 kcal / kg. Therefore, it suffices to supply a sufficient amount of pyrolysis gas to generate this heat. Approximately 40% of the calorific value of municipal waste is used in the pyrolysis reaction in the gasifier 1, and the amount of heat generated when the pyrolysis gas is burned is about 1400 kca per kg of municipal waste.
Therefore, the amount of the pyrolysis gas required to heat the entire amount of the ash above the melting point is about 24% of the total generated pyrolysis gas. In consideration of the difference in the composition of the refuse, the ratio of the pyrolysis gas led to the ash melting furnace 3 is preferably set to about 10% to about 50%.

【0027】熱交換器16aで熱分解ガスを冷却するこ
とで、調整弁16b、ブロワー16cに耐熱性の高い機
器を使用する必要がなく、設備費、保守コストを低減で
きる。また、灰溶融炉3の燃焼用空気の予熱をすること
で、ごみから発生するエネルギーを無駄にすることがな
い。
By cooling the pyrolysis gas with the heat exchanger 16a, it is not necessary to use a device having high heat resistance for the regulating valve 16b and the blower 16c, so that equipment costs and maintenance costs can be reduced. Further, by preheating the combustion air of the ash melting furnace 3, the energy generated from the refuse is not wasted.

【0028】サイクロン2aでは、送られてきた熱分解
ガス中に混入した焼却残渣やガス化炉1内の流動を促進
するために添加されている流動砂を沈降させて除去し、
除去した焼却残渣等を戻しライン22を介してガス化炉
1に戻す。これらの固形物が除去された熱分解ガスは供
給ライン17を介して灰溶融炉3に導かれる。
In the cyclone 2a, incineration residues mixed in the pyrolysis gas sent and fluidized sand added to promote the flow in the gasification furnace 1 are settled and removed.
The removed incineration residues and the like are returned to the gasification furnace 1 via the return line 22. The pyrolysis gas from which these solids have been removed is led to the ash melting furnace 3 via the supply line 17.

【0029】一方、ガス化炉1内の焼却残渣は、抜取装
置14により、ガス化炉1の外へ取り出された後、灰/
金属分離装置15により金属分を除去する。ごみ中に混
入していた鉄、アルミ等は、ガス化炉1内で還元され、
塗料等は分解されるので、純度の高い状態で回収するこ
とができ、リサイクルが容易である。残りの焼却残渣
は、灰搬送システム11により灰溶融炉3に送られる。
On the other hand, the incineration residue in the gasification furnace 1 is taken out of the gasification furnace 1 by the extraction device 14, and then the ash /
The metal component is removed by the metal separation device 15. Iron, aluminum, etc. mixed in the garbage are reduced in the gasifier 1,
Since paints and the like are decomposed, they can be recovered in a highly pure state, and are easy to recycle. The remaining incineration residue is sent to the ash melting furnace 3 by the ash transport system 11.

【0030】灰溶融炉3では、この焼却残渣を高温で溶
融するのに必要かつ十分な量の熱分解ガスが供給され、
空気取入口8から供給された燃焼用空気により燃焼させ
られて、炉内温度を約1300℃程度に保つ。このとき
に、本実施形態では、熱分解ガスの供給量を従来の炉に
比べて大幅に削減できるので、炉自体の大きさをコンパ
クトにすることができる。この結果、断熱性、炉内の熱
分布の均一性を保つことが容易になる。さらに、炉の設
備費、保守コストも削減でき、保守も容易になる。
In the ash melting furnace 3, a sufficient amount of pyrolysis gas necessary to melt the incineration residue at a high temperature is supplied.
The furnace is burned by the combustion air supplied from the air inlet 8 to keep the furnace temperature at about 1300 ° C. At this time, in the present embodiment, the supply amount of the pyrolysis gas can be significantly reduced as compared with the conventional furnace, so that the size of the furnace itself can be made compact. As a result, it becomes easy to maintain heat insulation and uniformity of heat distribution in the furnace. Furthermore, furnace equipment costs and maintenance costs can be reduced, and maintenance becomes easier.

【0031】焼却残渣は、灰溶融炉3内で溶融されてス
ラグ化され、スラグ溜め6に送られた後に回収される。
灰溶融炉3内は高温であり、ダイオキシン等の有害物質
は高温で熱分解されるので、スラグ中に混入することが
ない。このスラグは、建設資材等に利用することができ
る。
The incineration residue is melted in the ash melting furnace 3 to be converted into slag, sent to the slag reservoir 6, and collected.
Since the inside of the ash melting furnace 3 is at a high temperature, and harmful substances such as dioxin are thermally decomposed at a high temperature, they are not mixed into the slag. This slag can be used for construction materials and the like.

【0032】一方、ガス化炉1の上部のガス排出口19
bからは、ガス化炉1で生成された熱分解ガスの大半に
当たるガスが排出され、ガス供給ライン20によりサイ
クロン2bに送られる。サイクロン2b内の動作は、前
述のサイクロン2aの動作と同様であるので、その説明
は省略する。焼却残渣等は、戻しライン22を経てガス
化炉1に戻され、固形物が除去された熱分解ガスは、2
次燃焼ガス供給ライン21により、2次燃焼炉4に導か
れる。そして、空気取入口13から導入された2次空気
により、この熱分解ガスと、灰溶融炉3の排ガスが再燃
焼させられる。この再燃焼は、高温で行われるので、ダ
イオキシン等が発生することはない。最終的な排ガス
は、図示していない排ガス処理系12に送られて、排熱
を回収するとともに、窒素酸化物等の除去が行われる。
On the other hand, the gas outlet 19 at the upper part of the gasifier 1
From b, gas corresponding to most of the pyrolysis gas generated in the gasification furnace 1 is discharged and sent to the cyclone 2b by the gas supply line 20. The operation in the cyclone 2b is the same as the operation of the cyclone 2a described above, and the description is omitted. The incineration residue and the like are returned to the gasification furnace 1 via the return line 22, and the pyrolysis gas from which solid matter has been removed
The secondary combustion gas is supplied to the secondary combustion furnace 4 by the secondary combustion gas supply line 21. Then, the pyrolysis gas and the exhaust gas of the ash melting furnace 3 are reburned by the secondary air introduced from the air inlet 13. Since this reburning is performed at a high temperature, no dioxin or the like is generated. The final exhaust gas is sent to an exhaust gas treatment system 12 (not shown) to collect exhaust heat and remove nitrogen oxides and the like.

【0033】灰溶融炉3へ導く熱分解ガスは、ガス化炉
1の下部に設けたガス排出口19aから導かなくとも、
例えば、ガス化炉1の上部に接続されるラインを分岐し
てもよく、サイクロン2bの後で分岐してもよい。この
場合は、サイクロンを複数設けなくとも済む。
The pyrolysis gas to be led to the ash melting furnace 3 is not required to be led from the gas discharge port 19a provided in the lower part of the gasification furnace 1,
For example, a line connected to the upper part of the gasification furnace 1 may be branched, or may be branched after the cyclone 2b. In this case, it is not necessary to provide a plurality of cyclones.

【0034】図2に示されるシステムは、その一部また
は全部をサイクロン2aと灰溶融炉3の間のライン17
に設けてもよい。
The system shown in FIG. 2 is partially or entirely provided with a line 17 between the cyclone 2 a and the ash melting furnace 3.
May be provided.

【0035】また、ガス化炉1内の2次燃焼用の空気取
入口は、さらに高さの異なる位置に複数設けてもよい
し、流動用空気である程度熱分布を調整できる小型炉等
の場合には設けなくともよい。
A plurality of air inlets for secondary combustion in the gasification furnace 1 may be provided at different heights, or in the case of a small furnace capable of adjusting the heat distribution to some extent by the flowing air. May not be provided.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
灰溶融炉に必要十分な量の熱分解ガスのみを供給するの
で、処理量に対して灰溶融炉を小型化することができ、
設備費、保守コストを低減することができる。
As described above, according to the present invention,
Since only the necessary and sufficient amount of pyrolysis gas is supplied to the ash melting furnace, the ash melting furnace can be downsized with respect to the processing amount.
Equipment costs and maintenance costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を表す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態の熱分解ガス供給ラインの詳細
説明図である。
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of a pyrolysis gas supply line of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施形態におけるガス化炉内の温度分布
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a temperature distribution in a gasification furnace in the embodiment of FIG.

【図4】従来の実施形態を表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガス化炉、2…サイクロン、3…灰溶融炉、4…2
次燃焼炉、10…供給ホッパー、11…灰搬送システ
ム、15…灰/金属分離装置、16…供給ライン。
1 gasifier, 2 cyclone, 3 ash melting furnace, 4 2
Next combustion furnace, 10: supply hopper, 11: ash transport system, 15: ash / metal separator, 16: supply line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 茂 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 Fターム(参考) 3K061 AA07 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 BA01 BA08 CA01 CA07 EA01 EB12 NB03 3K078 AA01 AA08 BA03 BA22 CA02 CA13 4G012 JF03 JG03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Suzuki 63-30 Yuyugaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term in Hiratsuka Works of Sumitomo Heavy Industries, Ltd. (Reference) 3K061 AA07 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 BA01 BA08 CA01 CA07 EA01 EB12 NB03 3K078 AA01 AA08 BA03 BA22 CA02 CA13 4G012 JF03 JG03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 都市ごみを熱分解してガス化する循環型
流動層式のガス化炉と、前記ガス化炉の焼却残渣を前記
熱分解ガスの燃焼熱を利用して溶融する灰溶融炉と、を
備える都市ごみガス化・溶融システムにおいて、 前記ガス化炉で生成された前記熱分解ガスの一部のみを
前記灰溶融炉に導くガス供給系を備えている都市ごみガ
ス化・溶融システム。
1. A circulating fluidized-bed gasifier for pyrolyzing municipal waste to gasify it, and an ash melting furnace for melting incineration residues of the gasifier using the combustion heat of the pyrolysis gas. A municipal waste gasification and melting system comprising: a municipal waste gasification and melting system comprising a gas supply system for guiding only a part of the pyrolysis gas generated in the gasification furnace to the ash melting furnace. .
【請求項2】 前記ガス化炉内の高さの異なる複数の位
置に燃焼用の2次空気を導入する2次空気導入口が設け
られている請求項1記載の都市ごみガス化・溶融システ
ム。
2. The municipal waste gasification and melting system according to claim 1, wherein a secondary air inlet for introducing secondary air for combustion is provided at a plurality of positions at different heights in the gasification furnace. .
【請求項3】 前記ガス化炉から前記ガス供給系へのガ
ス排出口は、前記ガス化炉内のガス温度300〜500
℃の領域に設けられている請求項1記載の都市ごみガス
化・溶融システム。
3. A gas outlet from the gasification furnace to the gas supply system has a gas temperature of 300 to 500 in the gasification furnace.
The municipal solidification gasification and melting system according to claim 1, which is provided in a temperature range of ℃.
【請求項4】 都市ごみを熱分解してガス化する循環型
流動層式のガス化炉と、前記ガス化炉の焼却残渣を前記
熱分解ガスの燃焼熱を利用して溶融する灰溶融炉と、を
備える都市ごみガス化・溶融システムにおいて、 ガス中の固形物を分離して除去する第1及び第2のサイ
クロンと、 前記ガス化炉の底部近傍に設けられた第1のガス排出口
と前記第1のサイクロンを接続する第1のガス供給ライ
ンと、 前記ガス化炉の上部に設けられた第2のガス排出口と前
記第2のサイクロンを接続する第2のガス供給ライン
と、 前記第1及び第2のサイクロンのそれぞれの固形物排出
口と前記ガス化炉底部に設けられた固形物投入口とを接
続する戻しラインと、 前記第1のサイクロンのガス排出口と前記灰溶融炉の燃
焼ガス入口とを接続する燃焼ガス供給ラインと、 前記灰溶融炉の下流に配置された2次燃焼炉と、 前記第2のサイクロンのガス排出口と、前記2次燃焼炉
とを接続する2次燃焼ガス供給ラインと、 を備えている都市ごみガス化・溶融システム。
4. A circulating fluidized-bed gasifier for pyrolyzing and gasifying municipal solid waste, and an ash melting furnace for melting incineration residues of the gasifier using the combustion heat of the pyrolysis gas. And a first and second cyclone for separating and removing solid matter in a gas, and a first gas outlet provided near a bottom of the gasification furnace. A first gas supply line connecting the first cyclone and a second gas supply line connecting a second gas outlet provided at an upper portion of the gasification furnace and the second cyclone; A return line connecting a solids outlet of each of the first and second cyclones with a solids inlet provided at the bottom of the gasification furnace; a gas outlet of the first cyclone and the ash melting; Combustion gas supply connecting the combustion gas inlet of the furnace A secondary combustion furnace disposed downstream of the ash melting furnace; a gas outlet of the second cyclone; and a secondary combustion gas supply line connecting the secondary combustion furnace. Municipal solid waste gasification and melting system.
【請求項5】 循環型流動層式のガス化炉で投入された
都市ごみを熱分解してガス化する工程と、灰溶融炉で前
記ガス化炉の焼却残渣を前記熱分解ガスの燃焼熱を利用
して溶融する工程と、を備える都市ごみガス化・溶融方
法において、 前記ガス化炉で生成された前記熱分解ガスの一部のみを
前記灰溶融炉に導くことを特徴とする都市ごみガス化・
溶融方法。
5. A step of pyrolyzing and gasifying municipal solid waste input in a circulating fluidized-bed type gasifier, and burning the incineration residue of the gasifier in a ash melting furnace to produce heat of combustion of the pyrolysis gas. Melting the municipal solid waste using the municipal solid waste, the method comprising: guiding only a part of the pyrolysis gas generated in the gasification furnace to the ash melting furnace. Gasification
Melting method.
【請求項6】 前記ガス化炉内の高さの異なる複数の位
置に設けられた2次空気導入口から2次空気を導入して
ガス化炉内のガスを燃焼させる工程をさらに備えている
請求項5記載の都市ごみガス化・溶融方法。
6. The method according to claim 1, further comprising a step of introducing secondary air from secondary air inlets provided at a plurality of positions at different heights in the gasification furnace to burn gas in the gasification furnace. The method for gasifying and melting municipal solid waste according to claim 5.
【請求項7】 前記ガス化炉内のガス温度300〜50
0℃の領域に設けられたガス排出口から抜き出したガス
を前記灰溶融炉に導くことを特徴とする請求項5記載の
都市ごみガス化・溶融方法。
7. A gas temperature in the gasification furnace of 300 to 50.
The method for gasifying and melting municipal solid waste according to claim 5, wherein a gas extracted from a gas outlet provided in a region of 0 ° C is guided to the ash melting furnace.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024012608A1 (en) * 2023-08-08 2024-01-18 华电电力科学研究院有限公司 Biomass gasification and waste incineration integrated furnace

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