JP2000039123A - ブラウンガスを使用する廃棄物の焼却方法及び焼却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイオキシンを系外へ放出しない廃棄物焼却技
術の提供。 【解決手段】廃棄物焼却炉にブラウンガスを導入して、
廃棄物を高温燃焼する。廃棄物焼却炉に空気の導入なし
に、ブラウンガス及び酸素を導入して、廃棄物を高温燃
焼してもよく、その場合は、ＮＯｘが生成せず、無公害
排ガスが系外へ放出される。また、焼却炉排ガスダクト
の途中に補助ブラウンガス加熱装置を設け、追加的高温
度加熱により完全にダイオキシンの熱分解処理を行っ
て、系外へ放出することも好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウンガスを用
いる廃棄物の焼却方法及び焼却装置、特にブラウンガス
を用いるダイオキシン無発生の廃棄物の焼却方法及び焼
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】生活の
向上、多様化に伴い、大量の種々の人工材料製の都市ゴ
ミ等が廃棄物として発生しており、その有効かつ無公害
な処理技術の提供が求められている。その中で、昨今人
体に対して非常に有害なダイオキシンが廃棄物焼却炉か
ら発生して自然環境雰囲気中に放出されることが問題と
なり、その有効な除去・無害化処理が必要となってい
る。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであり、下記構成の廃棄物の焼却方法及び焼却
装置である。 （１）廃棄物焼却炉にブラウンガスを導入して、廃棄物
を高温燃焼することを特徴とするブラウンガスを使用す
る廃棄物の焼却方法。 （２）廃棄物焼却炉にブラウンガスと空気を導入して、
廃棄物を高温燃焼することを特徴とするブラウンガスを
使用する廃棄物の焼却方法。 （３）廃棄物焼却炉に空気の導入なしに、ブラウンガス
及び酸素を導入して、廃棄物を高温燃焼することを特徴
とするブラウンガスを使用する廃棄物の焼却方法。 （４）廃棄物焼却炉にブラウンガスと化石燃料を導入し
て、廃棄物を高温燃焼することを特徴とする前項１〜３
のいずれか１項に記載のブラウンガスを使用する廃棄物
の焼却方法。 （５）廃棄物焼却炉にブラウンガスと酸素又は／及び空
気と水・化石液体燃料混合エマルジョン液を導入して、
廃棄物を高温燃焼することを特徴とする廃棄物の焼却方
法。

【０００４】（６）廃棄物焼却炉に、ブラウンガスと、
酸素又は／及び空気と、水・化石液体燃料混合エマルジ
ョン液に、密閉容器内でマイクロ波（極超短波）を当
て、該エマルジョン液を昇温・気化せしめ、次いでそれ
を昇温・気化して得られた水・化石液体燃料混合ガスを
導入して、炉内の廃棄物と共に燃焼して１５００℃以上
とすることを特徴とする廃棄物の焼却方法。 （７）水・化石液体燃料混合エマルジョン液中の水が、
強力磁界内に水を通過させて活性化した活性化水である
ことを特徴とする前項５又は６に記載の廃棄物の焼却方
法。 （８）廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助ブラウ
ンガス加熱装置を設けて、排ガスを更に高温加熱して系
外へ放出することを特徴とするブラウンガスを使用する
廃棄物の焼却方法。 （９）廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助ブラウ
ンガス加熱装置を設けて、始業時又は終業時等の炉内温
度が低温時に排ガスを更に高温加熱して系外へ放出する
ことを前項１〜７のいずれか１項に記載の特徴とするブ
ラウンガスを使用する廃棄物の焼却方法。 （１０）ブラウンガスバーナを廃棄物焼却炉内へ配設し
てなることを特徴とするブラウンガスを使用する廃棄物
の焼却装置。 （１１）ブラウンガスバーナと化石燃料バーナを廃棄物
焼却炉内へ配設してなることを特徴とするブラウンガス
を使用する廃棄物の焼却装置。 （１２）化石燃料バーナが、水・化石液体燃料混合エマ
ルジョン液を燃料とするものであることを特徴とする前
項１１記載のブラウンガスを使用する廃棄物の焼却装
置。

【０００５】（１３）化石燃料バーナが、水・化石液体
燃料混合ガスを燃料とするもので、同燃料混合ガスの製
造装置は、水・化石液体燃料混合エマルジョン液供給ポ
ンプと、密閉容器内の前記水・化石燃料混合エマルジョ
ン液を昇温・気化させるためのマイクロ波（極超短波）
照射装置と、気化装置とを備えてなるものであることを
特徴とする前項１１記載の廃棄物の焼却装置。 （１４）水・化石液体燃料混合ガスの製造装置が、水・
化石液体燃料混合エマルジョン液中の水を活性化するた
めの強力磁界供給装置を付設してなることを特徴とする
前項１３記載の廃棄物の焼却装置。 （１５）廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助ブラ
ウンガス加熱装置を設けてなることを特徴とするブラウ
ンガスを使用する廃棄物の焼却装置。 （１６）廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助ブラ
ウンガス加熱装置を設けてなることを特徴とする前項１
０〜１４のいずれか１項に記載のブラウンガスを使用す
る廃棄物の焼却装置。

【０００６】本発明における廃棄物焼却炉は、主にダイ
オキシンを多量に発生する都市ゴミ焼却炉を対象とする
が、他の産業廃棄物焼却炉等であってもよい。ただし、
炉内温度が１５００℃前後の高温度となるため、炉壁構
成材料は耐高温度材料、好ましくはマグネシアレンガ等
のセラミック耐火物レンガとすべきである。上記本発明
におけるブラウンガス（もしくは、ブラウンズガス）
は、水を電気分解して得られる水素２容量と酸素１容量
からなる均質な混合ガスであり、爆発性のないものであ
るが、深夜電力等の余剰電力を用いて、あるいは本発明
により生成する廃熱を利用した過熱水蒸気発電で得られ
る電力を用いて製造することが好ましい。このブラウン
ガスガスは、自己燃焼によって３０００℃前後の高温と
なるものである。都市ゴミ等の廃棄物中に塩素化合物が
存在すると、ダイオキシンが発生することが社会的な問
題となっているが、そのダイオキシンは１５００℃前後
に加熱されると、分解して無害なものになることが知ら
れている。そこで、本発明では全く無害で非常に高温度
で自己燃焼するブラウンガスを用いるため、炉内におい
て１５００℃以上の高温度が容易に得られる結果、ダイ
オキシンの無発生な廃棄物焼却処理が可能となるのであ
る。

【０００７】その際、廃棄物焼却炉に空気の導入なし
に、ブラウンガス及び酸素を導入して、廃棄物を高温燃
焼すれば、容易に高温度が得られると共に、有害なＮＯ
ｘが発生しない利点がある。また、廃棄物焼却炉には、
ブラウンガスのほかに、石油、天然ガス等の化石燃料を
追加導入して高温燃焼することもできる。

【０００８】さらに、ブラウンガスと、酸素又は／及び
空気と、水・化石液体燃料混合エマルジョン液又は水・
化石液体燃料混合ガスを燃料として用いて炉内の廃棄物
と共に燃焼して１５００℃以上とすることも好ましい。
その混合ガス燃料は、水・化石液体燃料混合エマルジョ
ン液に密閉容器内でマイクロ波（極超短波）を当て、該
エマルジョン液を昇温・気化せしめ、次いでその昇温・
気化して製造することができる。前記、水・化石液体燃
料混合エマルジョン液中の水は、強力磁界内に水を通過
させて活性化した活性化水であることが好ましい。水・
化石液体燃料混合エマルジョン液を製造するには、特に
好ましくは、予め１０，０００〜３０，０００ガウスの
強力磁界内に水を通過させて活性化水とした後、該活性
化水に化石液体燃料を添加し、２０，０００〜８０，０
００ヘルツの超音波を当てて混合・懸濁する。

【０００９】本発明の廃棄物焼却装置は、基本的にはブ
ラウンガスバーナを廃棄物焼却炉内へ配設してなるもの
である。又は、廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補
助ブラウンガス加熱装置を設けて、排ガスを更に高温加
熱して系外へ放出するものである。また、酸素又は／及
び空気を追加的に供給できるものである。さらに、加え
て化石燃料バーナを廃棄物焼却炉内へ配設してなるもの
も好ましく、化石燃料バーナは、水・化石液体燃料混合
エマルジョン液又は水・化石液体燃料混合ガスを燃料と
するものであってもよく、同燃料混合ガスの製造装置
は、水・化石液体燃料混合エマルジョン液供給ポンプ
と、密閉容器内の前記水・化石燃料混合エマルジョン液
を昇温・気化させるためのマイクロ波（極超短波）照射
装置と、気化装置を備えてなるものであってもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。本発明のブラウンガスを
使用する廃棄物の焼却装置の一例を、図１に構成説明図
として示す。図中、１は廃棄物焼却炉、２はブラウンガ
ス発生装置、３は補助ブラウンガス加熱装置、４は都市
ゴミ導入装置、５はブラウンガスバーナ、６は酸素ガス
供給ノズル、７は空気供給ノズル、８は炉内温度セン
サ、９は温度調節器、１０は水・化石燃料混合ガス導出
パイプ、１１はロストル、１２は焼却炉排ガスダクトで
ある。まず、破砕された都市ゴミＷは導管４１途中にエ
アシール４１を有する都市ゴミ導入装置を経由して、廃
棄物焼却炉１内へ導入される。廃棄物焼却炉１では、ロ
ストル１１上の廃棄物Ｗに対して、ブラウンガスノズル
５よりブラウンガス炎が放射され、また酸素ガスが酸素
ガスノズル６から供給される。さらに、必要に応じて、
空気が空気供給ノズル７から供給される。ここで、始動
時において、焼却炉１内に廃棄物Ｗを供給してブラウン
ガス炎等で燃焼を行う際に、炉内温度が高温度、例えば
１５００℃に達しない時間で、炉内温度センサ、例えば
炉内上部壁に貫設されたサーミスタ温度センサ８による
炉内温度観測値が１２００℃以下である場合は、焼却炉
排ガスダクト１２の途中に設けた補助ブラウンガス加熱
装置３内のブラウンガスノズル３１・に点火して、その
高温炎で焼却炉排ガスを追加的に１５００℃程度に加熱
し、含有ダイオキシンを熱分解した後、系外へ放出す
る。これによって、始動時〜終了時の全操業過程にわた
ってダイオキシン無発生の廃棄物焼却処理を実現するこ
とができる。なお、補助ブラウンガス加熱装置３へのブ
ラウンガス供給調整は、炉内温度センサ（８）からの信
号を得てブラウンガス供給パイプの途中に設けた電磁開
閉バルブ９１への開閉制御信号を出す温度調節器９によ
り実施される。

【００１１】次に、水・化石液体燃料混合ガスの製造装
置（１００）を図２に基づいて説明する。図中、１０１
は水・化石液体燃料混合エマルジョン液の貯蔵タンク、
１０２は供給ポンプ、１０３はマイクロ波（極超短波）
照射装置、１０４は水・化石液体燃料混合エマルジョン
液の気化室、１０５はノズル、１０は水・化石液体燃料
混合ガスノズルである。まず、水・化石液体燃料混合エ
マルジョン液は、貯蔵タンク１０１から供給ポンプ１０
２により開閉バルブＶ１を経由してマイクロ波（極超短
波）照射装置１０３へ導入され、照射装置１０３内でマ
イクロ波（２４５０メガヘルツ）が照射されて、４００
〜６００℃に昇温される。次いで、この昇温された水・
化石液体燃料混合エマルジョン液は、気化室１０４に導
入され、ノズル１０５から噴出されて気化される。な
お、該気化室１０４は気液分離室を兼ねており、そして
該室内に溜まった液状物はバルブＶ２を開くことにより
排出することができる。その後、この昇温され気化され
た水・化石液体燃料混合ガスは水・化石燃料混合ガス導
出パイプ１０を経由して焼却炉１内へ供給される。

【００１２】以上において、水は浄化水（好ましくは純
水）を用い、化石液体燃料としては、石油、重油、軽
油、灯油等が用いられ、水と化石液体燃料との混合比率
は、１：１程度が好ましい。強力磁石としては、希土類
磁石が好ましく用いられ、強力磁石装置は、中側の水の
導管の周囲に強力磁石が周設されてなるものが好まし
い。この場合、水はこの強力磁石装置による強力磁界を
受けてクラスターが一桁までに小さくなって活性化さ
れ、この結果、化石液体燃料との微細混合（エマルジョ
ン化）・接触（一部溶解を伴う）が良好となり、高効率
の燃焼を可能とする。さらに、超音波の放射による撹拌
をすることにより、均質な水と化石液体燃料の混合物と
なし得る。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、ブラウンガスの高温度炎により廃棄物が完全燃焼さ
れ、かつ仮に生成したダイオキシンもブラウンガス炎の
高温により分解されるため、系外へダイオキシンが放出
されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラウンガスを使用する廃棄物の焼却
装置の一例の構成説明図である。

【図２】水・化石液体燃料混合ガスの製造装置である。

【符号の説明】

１：廃棄物焼却炉、 ２：ブラウンガス発
生装置、３：補助ブラウンガス加熱装置、 ４：都市ゴ
ミ導入装置、５：ブラウンガスバーナ、 ６：酸
素ガス供給ノズル、７：空気供給ノズル、
８：炉内温度センサ、９：温度調節器，
１０：水・化石燃料混合ガス導出パイプ，１１：ロスト
ル， １２：焼却炉排ガスダクト，３１：
ブラウンガスノズル， ４２：導管，４１：エアシー
ル， ９１：電磁開閉バルブ，１０１：水・
化石液体燃料混合エマルジョン液の貯蔵タンク、１０
２：水・化石液体燃料混合エマルジョン液供給ポンプ、
１０３：マイクロ波（極超短波）照射装置、１０４：水
・化石液体燃料混合エマルジョン液気化室、１０５：ノ
ズル，Ｖ１〜Ｖ５：バルブ， Ｗ：都市ゴミ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K065 AA23 AB01 AC01 BA08 DA08 3K068 AA01 AB02 AB03 AB04 AB37 BA03 EA01 3K078 AA08 BA03

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄物焼却炉にブラウンガスを導入して、
   廃棄物を高温燃焼することを特徴とするブラウンガスを
   使用する廃棄物の焼却方法。
2. 【請求項２】廃棄物焼却炉にブラウンガスと空気を導入
   して、廃棄物を高温燃焼することを特徴とするブラウン
   ガスを使用する廃棄物の焼却方法。
3. 【請求項３】廃棄物焼却炉に空気の導入なしに、ブラウ
   ンガス及び酸素を導入して、廃棄物を高温燃焼すること
   を特徴とするブラウンガスを使用する廃棄物の焼却方
   法。
4. 【請求項４】廃棄物焼却炉にブラウンガスと化石燃料を
   導入して、廃棄物を高温燃焼することを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか１項に記載のブラウンガスを使用す
   る廃棄物の焼却方法。
5. 【請求項５】廃棄物焼却炉にブラウンガスと酸素又は／
   及び空気と水・化石液体燃料混合エマルジョン液を導入
   して、廃棄物を高温燃焼することを特徴とする廃棄物の
   焼却方法。
6. 【請求項６】廃棄物焼却炉に、ブラウンガスと、酸素又
   は／及び空気と、水・化石液体燃料混合エマルジョン液
   に、密閉容器内でマイクロ波（極超短波）を当て、該エ
   マルジョン液を昇温・気化せしめ、次いでそれを昇温・
   気化して得られた水・化石液体燃料混合ガスを導入し
   て、炉内の廃棄物と共に燃焼して１５００℃以上とする
   ことを特徴とする廃棄物の焼却方法。
7. 【請求項７】水・化石液体燃料混合エマルジョン液中の
   水が、強力磁界内に水を通過させて活性化した活性化水
   であることを特徴とする請求項５又は６に記載の廃棄物
   の焼却方法。
8. 【請求項８】廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助
   ブラウンガス加熱装置を設けて、排ガスを更に高温加熱
   して系外へ放出することを特徴とするブラウンガスを使
   用する廃棄物の焼却方法。
9. 【請求項９】廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補助
   ブラウンガス加熱装置を設けて、始業時又は終業時等の
   炉内温度が低温時に排ガスを更に高温加熱して系外へ放
   出することを請求項１〜７のいずれか１項に記載の特徴
   とするブラウンガスを使用する廃棄物の焼却方法。
10. 【請求項１０】ブラウンガスバーナを廃棄物焼却炉内へ
    配設してなることを特徴とするブラウンガスを使用する
    廃棄物の焼却装置。
11. 【請求項１１】ブラウンガスバーナと化石燃料バーナを
    廃棄物焼却炉内へ配設してなることを特徴とするブラウ
    ンガスを使用する廃棄物の焼却装置。
12. 【請求項１２】化石燃料バーナが、水・化石液体燃料混
    合エマルジョン液を燃料とするものであることを特徴と
    する請求項１１記載のブラウンガスを使用する廃棄物の
    焼却装置。
13. 【請求項１３】化石燃料バーナが、水・化石液体燃料混
    合ガスを燃料とするもので、同燃料混合ガスの製造装置
    は、水・化石液体燃料混合エマルジョン液供給ポンプ
    と、密閉容器内の前記水・化石燃料混合エマルジョン液
    を昇温・気化させるためのマイクロ波（極超短波）照射
    装置と、気化装置とを備えてなるものであることを特徴
    とする請求項１１記載の廃棄物の焼却装置。
14. 【請求項１４】水・化石液体燃料混合ガスの製造装置
    が、水・化石液体燃料混合エマルジョン液中の水を活性
    化するための強力磁界供給装置を付設してなることを特
    徴とする請求項１３記載の廃棄物の焼却装置。
15. 【請求項１５】廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補
    助ブラウンガス加熱装置を設けてなることを特徴とする
    ブラウンガスを使用する廃棄物の焼却装置。
16. 【請求項１６】廃棄物焼却炉の排ガスダクトの途中に補
    助ブラウンガス加熱装置を設けてなることを特徴とする
    請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のブラウンガス
    を使用する廃棄物の焼却装置。