JP2000249316A - ガス化溶融設備 - Google Patents

ガス化溶融設備

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JP2000249316A JP11049263A JP4926399A JP2000249316A JP 2000249316 A JP2000249316 A JP 2000249316A JP 11049263 A JP11049263 A JP 11049263A JP 4926399 A JP4926399 A JP 4926399A JP 2000249316 A JP2000249316 A JP 2000249316A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】他の焼却施設から排出される灰を低コストで処
理する。 【解決手段】被焼却物をガス化炉2で還元燃焼させて発
生した熱分解ガスGfを灰溶融炉3に導入し、この灰溶
融炉3で熱分解ガスを燃焼させて同伴された灰を溶融し
捕捉するガス化溶融設備において、他の施設から排出さ
れた灰を前処理装置32により粒径を30mm未満に破
砕し、磁性物を除去して乾燥した後、ガス化炉2の流動
層Mに投入する灰送入ライン31を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化炉で都市ご
みや産業不燃物を還元燃焼して発生させた熱分解ガスを
溶融炉に導入して燃焼させ、同伴された灰を溶融するガ
ス化溶融設備に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガス化溶融設備は、粉砕された都
市ごみや産業不燃物がガス化炉に定量ずつ投入され、ガ
ス化炉内で分散用空気により流動化された層材中で緩慢
還元燃焼されて可燃ガスやチャーなどの未燃分を含む熱
分解ガスが生成される。そして、この熱分解ガスが溶融
炉に導入されて一次空気により高温燃焼され、燃焼排ガ
スに同伴された灰が溶融される。そしてこの燃焼排ガス
から溶融スラグが捕捉されて冷却水槽に投入され、水砕
スラグが生成される。また燃焼排ガスは二次空気により
二次燃焼室で完全燃焼されて排出され、熱回収および除
塵された後大気中に排出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、他の焼却設
備から排出される焼却灰等は、埋立てに使用できる埋立
地も減少されたことから、灰溶融炉で加熱溶融して減容
化、無害化を図ることが提案されているが、灰の加熱溶
融に必要なエネルギーを多量に必要とすることから、設
備コストと運転コストが嵩むという問題がある。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、ガス化
溶融設備の能力を利用して、他の焼却施設から排出され
る灰を低コストで処理可能なガス化溶融設備を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のガス化溶融設備は、被焼却物をガス化炉で還
元燃焼させて発生した熱分解ガスを溶融炉に導入し、こ
の溶融炉で熱分解ガスを燃焼させて同伴された灰を溶融
し捕捉するガス化溶融設備において、他の施設から排出
された灰を前処理装置を介してガス化炉の流動層に投入
する灰送入ラインを設けたものである。
【0006】上記各構成によれば、他の施設からの灰を
前処理してガス化炉の流動層に投入するように構成した
ので、溶融炉に温度の変動をあたえることなく灰を溶融
処理することができ、埋立て処理地の延命化を図ること
ができるとともに、安定した高いスラグ化率を達成する
ことができ、灰の処理を低コストで行うことができる。
【0007】また請求項3記載の発明は、ガス化炉から
層材と共に排出される層材抜出しラインに、排出物から
層材と残部排出物とを分離する層材分離手段を設け、こ
の残部排出物を、金属類と不燃物とに分離する金属分離
手段と粉砕手段を介して粉砕不燃物をガス化炉の流動層
に戻す不燃物復帰ラインを設けたものである。
【0008】上記構成によれば、不燃物復帰ラインによ
り、ガス化炉から排出された排出物から層材と金属類を
分離した不燃物を、さらに粉砕してガス化炉に戻すの
で、この粉砕不燃物はガス化炉内で加熱されつつ熱分解
ガスに同伴されて溶融炉に移送され溶融することができ
る。これにより、不燃物の排出量を低減して、スラグ化
率を向上させることができ、回収不燃物の運搬や保管、
埋立て地の確保などの問題を解決することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るガス化溶融
設備の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。こ
の流動床式のガス化溶融設備は、図1に示すように、ご
み供給部1と流動床式のガス化炉2と溶融炉3とその付
帯設備が設けられている。
【0010】前記ごみ供給部1には、粉砕された都市ご
みや産業不燃物などからなる被焼却物がごみホッパー4
と、このごみホッパー4からプッシャー4aを介して被
焼却物が送り出されごみ供給ダクト5と、ごみ供給ダク
ト5に設けられたシールダンパー5a,5bを介してシ
ールされた状態で被焼却物が送り込まれる定量給塵装置
6とが具備されており、定量給塵装置6からごみ投入シ
ュート7を介して被焼却物がガス化炉2に定量ずつ投入
される。
【0011】このガス化炉2では、複数の分散管2aか
ら供給される分散用空気により流動化された層材中で被
焼却物が緩慢還元燃焼され、可燃ガスやチャーなどの未
燃分を含む熱分解ガスGfが生成される。前記溶融炉3
は、ガス化炉2からの熱分解ガスGfを一次空気により
燃焼させて同伴された灰を加熱溶融する一次燃焼室3a
と、その燃焼排ガスGoを導入して上方に迂回させるこ
とにより底壁に接触され、これにより燃焼排ガスGo中
の溶融スラグを捕捉するスラグ回収室3bと、二次空気
により燃焼排ガスGoを完全燃焼させる二次燃焼室3c
とを具備し、この燃焼排ガスGoは熱回収および除塵さ
れた後、大気中に排出される。またスラグ回収室3bで
捕捉された溶融スラグは、スラグ冷却装置8の冷却水中
に投入されて水砕スラグが生成される。
【0012】またガス化炉2の下部には、層材抜出しラ
イン10が接続されており、この層材抜出しライン10
の灰出フイーダ11から層材分離手段である層材分離用
振動篩12に移送される。この層材抜出しライン10か
ら排出される排出物は、層材である砂や金属類、がれき
などの不燃物が含まれており、振動篩12により直径が
3mm未満の砂と、直径が3mmを越えるその他排出物
に分離され、砂は層材循環ライン13からガス化炉2に
戻される。この層材循環ライン13には、砂循環コンベ
ヤ14と、砂を直径が1.5mm以上と未満とに分離す
る砂用振動篩15と、直径が1.5mm以上の砂を1.
5mm未満に破砕する砂用破砕機16と、ロータリーバ
ルブ17と、砂循環ノズル18とを具備し、直径が1.
5mm未満の砂を流動層Mの上方に投入するように構成
される。
【0013】また層材分離用振動篩12により分離され
たその他排出物は、金属分離手段である金属選別機20
に送られて鉄やアルミニウムなどの金属類と不燃物とが
分離されて取り出される。この金属類は一部リサイクル
資源として再利用される。また金属選別機20から排出
される不燃物は、不燃物復帰ライン21によりガス化炉
2に戻される。すなわち、不燃物復帰ライン21には、
熱分解ガスGfに十分に同伴されやすい大きさである直
径が0.3mm以下になるように不燃物を粉砕する粉砕
装置22が介在されている。そしてこの不燃物復帰ライ
ン21の先端部には不燃物送入ノズル23が接続されて
おり、この不燃物送入ノズル23は、ごみ投入シュート
7の上部近傍の正面41を貫通して配設されている。
【0014】ガス化炉2では、複数の分散ノズル2a上
に流動層Mが形成され、分散ノズル2aから吹込まれる
分散空気により、図2に矢印で示すように、層材が正面
壁41のごみ投入シュート7から投入された焼却物を層
材中に包み込むように正面壁41側から下方にかつ背面
壁42側に移動されて予熱し、さらに背面壁42側で上
昇されて背面壁42に突設されたガイド用張出壁43に
より正面壁41側に戻されるように循環移動される。ま
たこの層材の移動に従って熱分解ガスGfは、背面壁4
2側から正面壁41に流れて上昇される。したがって、
不燃物送入ノズル23から投入された粉砕不燃物は、下
流側の燃焼部44から予熱部45に流入して上方に吹き
上げられる熱分解ガスGfの流れに同伴され、加熱され
つつ溶融炉3に送られる。
【0015】またこのガス化炉2には、他施設から排出
された焼却灰や飛灰などの灰をこのガス化炉2に供給す
る灰投入ライン31が設けられており、前処理設備32
で処理された灰がロータリーバルブ33および灰送入ノ
ズル34を介して流動層Mの上方に投入される。この灰
送入ノズル34は、迂回用張出壁43の上部に配設され
ており、微細な灰は直接熱分解ガスGfに同伴され、比
較的粒径の大きい灰塊は、一旦流動層Mに取り込まれて
ほぐされてから熱分解ガスGfに同伴され、溶融炉3に
導入するように構成されている。
【0016】前記前処理設備32は、図3に示すよう
に、灰が供給される受入ホッパ40と、灰を直径が10
0mm以上の溶融不適物と100mm未満の灰に分離す
る粗篩装置(分級手段)35と、灰を直径が30mm以
上の灰と30mm未満の灰とに分離する振動篩装置(分
級手段)36と、振動篩36で分級された30mm以上
の灰を破砕して30mm以上の溶融不適物と30mm未
満の溶融適合の灰とに分離する30mmスリット付きの
破砕機(破砕手段)37と、30mm未満の灰から金属
などの磁性物を除去する磁選機(磁気選別手段)38
と、投入前の灰を乾燥させる乾燥機(乾燥手段)39と
が具備されている。
【0017】上記構成において、ガス化炉2では、ごみ
がごみ供給部1から定量ずつ投入され、複数の分散管2
aから供給される分散用空気により流動化された層材中
で緩慢還元燃焼されて可燃ガスやチャーなどの未燃分を
含む熱分解ガスGfが生成される。そして、この熱分解
ガスGfが溶融炉3の燃焼溶融室3aに導入されて一次
空気により燃焼され、燃焼排ガスGoに同伴された灰が
加熱溶融される。そしてこの燃焼排ガスがスラグ回収室
3bに導入されて底壁に接触され上方に迂回されること
により、溶融スラグが捕捉される。さらにこの燃焼排ガ
スGoは二次燃焼室3cに導入されて二次空気により完
全燃焼され排出される。
【0018】ガス化炉2からロータリバルブ9を介して
層材抜出しライン10に排出された排出物は、灰出しフ
イーダ11から砂用振動篩12に送られて砂(層材)が
分離され、この層材は層材循環ライン13を介してガス
化炉2内に戻される。また層材抜出しライン10の砂用
振動篩12で分離された排出物は、金属選別機20に送
られて金属類が除去され、さらに金属類除去後の不燃物
が不燃物復帰ライン21により粉砕機22に送られて、
熱分解ガスGfに同伴されやすい粒径たとえば0.3m
m以下に粉砕され、不燃物送入ノズル23を介してこみ
投入シュート7の上部近傍に投入される。これにより
0.3mm以下に粉砕された不燃物は、ごみの投入位置
で上方に吹き上げられる熱分解ガスGfの流れに高い効
率で同伴され、加熱されつつ溶融炉3の二次燃焼室3a
に送られて燃焼溶融される。
【0019】また施設外から搬入された灰は、前処理設
備32において、受入ホッパ40から粗篩装置35に送
られて、直径が100mm以上の溶融不適物と100m
m未満の灰とに分離され、さらに振動篩装置36によ
り、篩に詰まりにくい直径30mm以上の灰と30mm
未満の灰とに分離される。そして振動篩装置36で分級
された直径30mm以上の灰が破砕機37に送られて破
砕され、直径30mm以上の溶融不適物と直径30mm
未満の溶融適合の灰とに分離される。さらに振動篩装置
36で分級された直径30mm未満の灰と、破砕機37
で破砕された直径30mm未満の灰が磁選機38に送ら
れて金属などの磁性物が除去され、次いで乾燥機39に
より灰が乾燥される。
【0020】このように前処理設備32で前処理された
灰は、ロータリーバルブ33および灰送入ノズル34か
らガス化炉2の背面壁42上方から流動層Mに投入され
る。この灰のうち、微細な灰は熱分解ガスGfに同伴さ
れて溶融炉3に運ばれ、幾分大きい粒径の灰塊は一旦流
動層Mに取り込まて十分にほぐされてから、熱分解ガス
Gfに同伴されて溶融炉3に送り出される。
【0021】上記実施の形態によれば、他施設から排出
された灰を、前処理設備32で破砕処理して直径を30
mm未満とし、磁性物を除去して乾燥した後、ガス化炉
2に投入するので、比較的大きい灰塊であれば、流動層
M内でほぐされて微粉状となり、熱分解ガスGfに同伴
されて溶融炉3で溶融処理される。また灰でないものは
砂とともに層材抜出しライン10から排出される。した
がって、新設したガス化溶融設備により、従来からある
ごみ焼却炉から排出される灰を溶融処理することがで
き、灰の処理に有効に活用することができて灰を低コス
トで無害化および減容化を図ることができる。
【0022】また従来では埋立て処理していた不燃物
を、ガス化炉2の熱分解ガスGfに同伴されやすい大き
さに粉砕して、熱分解ガスGfが上昇しているごみ投入
シュート7の近傍に投入するので、粉砕不燃物が高効率
で熱分解ガスGfに同伴されて加熱されつつ溶融炉3に
送られる。これにより、スラグ化率を大幅に向上させる
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたごとく請求項1の発明によ
れば、他の施設からの灰を前処理してガス化炉の流動層
に投入するように構成したので、溶融炉に温度の変動を
あたえることなく灰を溶融処理することができ、埋立て
処理地の延命化を図ることができるとともに、安定した
高いスラグ化率を達成することができ、灰の処理を低コ
ストで行うことができる。
【0024】また請求項3記載の発明によれば、ガス化
炉から排出された排出物から層材と金属類を分離した不
燃物を、さらに粉砕してガス化炉に戻すので、この粉砕
不燃物はガス化炉内で加熱されつつ熱分解ガスに同伴さ
れて溶融炉に移送され溶融することができる。これによ
り、不燃物の排出量を低減して、スラグ化率を向上させ
ることができ、回収不燃物の運搬や保管、埋立て地の確
保などの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス化溶融設備の実施の形態を示
す構成図である。
【図2】同ガス化溶融設備のガス化炉を示す要部縦断面
図である。
【図3】同ガス化溶融設備の前処理設備を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
M 流動層 Gf 熱分解ガス 1 ごみ供給部 2 ガス化炉 2a 分散管 3 溶融炉 3a 一次燃焼室 3b スラグ回収室 3c 二次燃焼室 8 スラグ冷却装置 11 灰出しフイーダ 13 層材循環ライン 22 粉砕装置 31 灰送入ライン 32 前処理設備 33 ロータリバルブ 34 灰送入ノズル 35 粗篩装置 36 振動篩装置 37 破砕機 38 磁選機 39 乾燥機 41 正面壁 42 背面壁 43 張出し壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23J 1/00 B09B 3/00 302G 303L (72)発明者 高木 雅彦 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 首藤 守良 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 Fターム(参考) 3K061 AA11 AB03 AC01 AC19 BA07 EA01 EB02 EB05 EB08 NB01 NB21 3K078 AA07 BA02 BA21 CA01 4D004 AA36 AA46 BA05 CA04 CA08 CA09 CA27 CA29 CA42 CB01 CB13 CB42 CB43 CB44 CB45

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被焼却物をガス化炉で還元燃焼させて発生
    した熱分解ガスを溶融炉に導入し、この溶融炉で熱分解
    ガスを燃焼させて同伴された灰を溶融し捕捉するガス化
    溶融設備において、 他の施設から排出された灰を前処理装置を介してガス化
    炉の流動層に投入する灰送入ラインを設けたことを特徴
    とするガス化溶融設備。
  2. 【請求項2】前処理装置は、灰を直径が30mm未満の
    ものを分離して取出す分級手段と、磁性物を除去する磁
    気選別手段と、水分量を調整する乾燥手段とを具備した
    ことを特徴とする請求項1記載のガス化溶融設備。
  3. 【請求項3】ガス化炉から層材と共に排出される層材抜
    出しラインに、排出物から層材と残部排出物とを分離す
    る層材分離手段を設け、この残部排出物を、金属類と不
    燃物とに分離する金属分離手段と粉砕手段を介して粉砕
    不燃物をガス化炉の流動層に戻す不燃物復帰ラインを設
    けたことを特徴とする請求項1または2記載のガス化溶
    融設備。
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