JP2000296378A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents
廃棄物の処理方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物のガス化において、タールを形成する
ことなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止し、廃棄
物の焼却において、排ガス又は焼却灰中の有害物質の量
を少なくすることを可能とする廃棄物の処理方法を提供
すること。 【解決手段】 有機系廃棄物のガス化に際し、ガス化炉
内にガス化促進剤として、有機系廃棄物の焼却に際し、
燃焼場に燃焼促進剤として、焼却灰に有害物質分解剤と
して、排ガスに有害物質分解剤として、それぞれ６００
℃以上の高温水蒸気を導入することを特徴とする。
ことなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止し、廃棄
物の焼却において、排ガス又は焼却灰中の有害物質の量
を少なくすることを可能とする廃棄物の処理方法を提供
すること。 【解決手段】 有機系廃棄物のガス化に際し、ガス化炉
内にガス化促進剤として、有機系廃棄物の焼却に際し、
燃焼場に燃焼促進剤として、焼却灰に有害物質分解剤と
して、排ガスに有害物質分解剤として、それぞれ６００
℃以上の高温水蒸気を導入することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理方法
に係り、特に、高温水蒸気を用いた廃棄物の処理方法に
関する。
に係り、特に、高温水蒸気を用いた廃棄物の処理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、廃棄物、特に生ごみや下水汚泥等
の有機系廃棄物は、一般に、焼却炉において燃焼するこ
とにより処理されてきたが、焼却後に炉から排出される
排ガスや焼却灰中に、ダイオキシン等の有害物質が含ま
れることから、その処理について、近年、大きな問題と
なっている。
の有機系廃棄物は、一般に、焼却炉において燃焼するこ
とにより処理されてきたが、焼却後に炉から排出される
排ガスや焼却灰中に、ダイオキシン等の有害物質が含ま
れることから、その処理について、近年、大きな問題と
なっている。
【０００３】一方、有機系廃棄物をガス化溶融炉におい
て一旦熱分解してガス化した後、高温燃焼にて溶融スラ
グ化する技術が開発されている。この技術によると、有
害物質は熱分解されて高温処理されるため、無害化され
ると言われており、排ガス中や焼却灰中の有害物質を或
る程度少なくすることが出来る。
て一旦熱分解してガス化した後、高温燃焼にて溶融スラ
グ化する技術が開発されている。この技術によると、有
害物質は熱分解されて高温処理されるため、無害化され
ると言われており、排ガス中や焼却灰中の有害物質を或
る程度少なくすることが出来る。
【０００４】しかし、このようなガス化炉による有機系
廃棄物のガス化には、次のような問題がある。即ち、ガ
ス化により生成されたガスが冷却されると、低沸点成分
が凝縮してタールが生じ、これが装置やパイプに付着し
て、トラブルを発生させてしまう。
廃棄物のガス化には、次のような問題がある。即ち、ガ
ス化により生成されたガスが冷却されると、低沸点成分
が凝縮してタールが生じ、これが装置やパイプに付着し
て、トラブルを発生させてしまう。
【０００５】また、ガス化には多量の熱が必要であり、
それをすべて外部から供給する外熱加熱では、装置の耐
熱性に問題が生じるため、通常、ガス化により生成した
可燃性ガスの一部を燃焼させて、ガス化のための熱源と
する部分燃焼方式が採られている。
それをすべて外部から供給する外熱加熱では、装置の耐
熱性に問題が生じるため、通常、ガス化により生成した
可燃性ガスの一部を燃焼させて、ガス化のための熱源と
する部分燃焼方式が採られている。
【０００６】しかし、この部分燃焼方式によると、燃焼
のための空気を導入しなければならず、そのような空気
の導入により、ガス化ガスの発熱量が低下してしまう。
例えば、せいぜい発熱量９００ｋｃａｌ／Ｎｍ３程度の
ガス化ガスしか得られない。
のための空気を導入しなければならず、そのような空気
の導入により、ガス化ガスの発熱量が低下してしまう。
例えば、せいぜい発熱量９００ｋｃａｌ／Ｎｍ３程度の
ガス化ガスしか得られない。
【０００７】有機系廃棄物の焼却処理に際しては、特に
揮発分の高いごみ、廃プラスチック等の場合、空気の拡
散混合が均一に行われないため、スート（炭素の縮合
体）などが形成され、ダイオキシン源となるという問題
があり、燃焼の改善が求められている。
揮発分の高いごみ、廃プラスチック等の場合、空気の拡
散混合が均一に行われないため、スート（炭素の縮合
体）などが形成され、ダイオキシン源となるという問題
があり、燃焼の改善が求められている。
【０００８】また、廃棄物の焼却灰中には、ダイオキシ
ンが存在し、その処理が求められるとともに、廃棄物を
焼却した排ガス中には、未燃成分が含まれており、かつ
一旦分解されたダシオキシンが低温場において再合成さ
れる可能性があることから、その処理が大きな問題とな
っていた。
ンが存在し、その処理が求められるとともに、廃棄物を
焼却した排ガス中には、未燃成分が含まれており、かつ
一旦分解されたダシオキシンが低温場において再合成さ
れる可能性があることから、その処理が大きな問題とな
っていた。
【０００９】一方、高温水蒸気の利用については、これ
まで、スチームタービンへの利用に限られていた。しか
し、この場合の水蒸気の温度は、せいぜい５００℃程度
と低く、６００℃以上の高温水蒸気を工業的に利用する
技術はこれまであまり知られていない。
まで、スチームタービンへの利用に限られていた。しか
し、この場合の水蒸気の温度は、せいぜい５００℃程度
と低く、６００℃以上の高温水蒸気を工業的に利用する
技術はこれまであまり知られていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情の下になされ、廃棄物のガス化において、タールを
形成することなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止
した廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。
事情の下になされ、廃棄物のガス化において、タールを
形成することなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止
した廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】本発明の他の目的は、廃棄物の焼却におい
て、排ガス又は焼却灰中の有害物質の量を少なくするこ
とを可能とする廃棄物の処理方法を提供することにあ
る。
て、排ガス又は焼却灰中の有害物質の量を少なくするこ
とを可能とする廃棄物の処理方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、廃棄物の
処理に関し、これまで利用されていなかった６００℃以
上の高温水蒸気に着目し、これを、有機系廃棄物のガス
化、有機系廃棄物の燃焼、廃棄物の焼却後の焼却灰およ
び排ガスの処理に用いることにより、効果的に有機系廃
棄物のガス化を行うことが出来、かつ廃棄物の焼却後の
焼却灰および排ガス中の有害物質の量を減少し得ること
を見出し、本発明をなすに至った。本発明は、かかる知
見に基づくものである。
処理に関し、これまで利用されていなかった６００℃以
上の高温水蒸気に着目し、これを、有機系廃棄物のガス
化、有機系廃棄物の燃焼、廃棄物の焼却後の焼却灰およ
び排ガスの処理に用いることにより、効果的に有機系廃
棄物のガス化を行うことが出来、かつ廃棄物の焼却後の
焼却灰および排ガス中の有害物質の量を減少し得ること
を見出し、本発明をなすに至った。本発明は、かかる知
見に基づくものである。
【００１３】即ち、本発明は、４つの態様に係る廃棄物
の処理方法を提供する。本発明の第１の態様は、有機系
廃棄物をガス化炉内でガス化することにより有機系廃棄
物を処理する方法であって、前記有機系廃棄物のガス化
に際し、前記ガス化炉内に、ガス化促進剤として、６０
０℃以上の高温水蒸気を導入することを特徴とする廃棄
物の処理方法を提供する。
の処理方法を提供する。本発明の第１の態様は、有機系
廃棄物をガス化炉内でガス化することにより有機系廃棄
物を処理する方法であって、前記有機系廃棄物のガス化
に際し、前記ガス化炉内に、ガス化促進剤として、６０
０℃以上の高温水蒸気を導入することを特徴とする廃棄
物の処理方法を提供する。
【００１４】この方法において、有機系廃棄物は、一般
に様々な形状、サイズを有することから、ガス化に際し
ては、形状、サイズをそろえるために、ガス化炉内に導
入する前に、粉砕することが望ましい。ガス化に好まし
いサイズは、５〜１００ｍｍ程度である。
に様々な形状、サイズを有することから、ガス化に際し
ては、形状、サイズをそろえるために、ガス化炉内に導
入する前に、粉砕することが望ましい。ガス化に好まし
いサイズは、５〜１００ｍｍ程度である。
【００１５】また、ガス化を均一に、かつ効率よく行う
ために、有機系廃棄物をガス化炉内に導入する前に、予
熱することが望ましい。予熱温度は、通常、５０〜１２
０℃が好ましい。
ために、有機系廃棄物をガス化炉内に導入する前に、予
熱することが望ましい。予熱温度は、通常、５０〜１２
０℃が好ましい。
【００１６】第１の態様に係る方法によりガス化された
ガスは、そのまま燃焼させてもよいが、冷却して水蒸気
を除去し、燃料として回収することも可能である。回収
されたガス化ガスは、様々な用途の熱源として使用する
ことが出来、例えば、本方法で使用される高温水蒸気形
成のための熱源として用いることが出来る。
ガスは、そのまま燃焼させてもよいが、冷却して水蒸気
を除去し、燃料として回収することも可能である。回収
されたガス化ガスは、様々な用途の熱源として使用する
ことが出来、例えば、本方法で使用される高温水蒸気形
成のための熱源として用いることが出来る。
【００１７】使用されるガス化炉としては、噴流床ガス
化炉、固定床ガス化炉、流動床ガス化炉、およびロータ
リーキルンガス化炉がある。以上のように構成される本
発明の第１の態様に係る方法によると、タールを形成す
ることなく、高発熱量のガス化ガスを得ることが可能で
ある。
化炉、固定床ガス化炉、流動床ガス化炉、およびロータ
リーキルンガス化炉がある。以上のように構成される本
発明の第１の態様に係る方法によると、タールを形成す
ることなく、高発熱量のガス化ガスを得ることが可能で
ある。
【００１８】本発明の第２の態様は、有機系廃棄物を燃
焼炉内で燃焼させることにより有機系廃棄物を処理する
方法であって、前記有機系廃棄物の燃焼場に、燃焼促進
剤として、６００℃以上の高温蒸気を導入することを特
徴とする廃棄物の処理方法を提供する。
焼炉内で燃焼させることにより有機系廃棄物を処理する
方法であって、前記有機系廃棄物の燃焼場に、燃焼促進
剤として、６００℃以上の高温蒸気を導入することを特
徴とする廃棄物の処理方法を提供する。
【００１９】この方法は、揮発性成分含有量の高い廃棄
物または廃プラスチックを含む有機系廃棄物を用いた場
合に、特に大きな効果を発揮する。即ち、このような廃
棄物は、燃焼により、塩素化芳香族化合物またはその前
駆体となる炭素の縮合物を形成し易いため、燃焼場に高
温水蒸気を吹き込むことにより、燃焼性を改善し、炭素
の縮合物の形成を効果的に防止出来るからである。
物または廃プラスチックを含む有機系廃棄物を用いた場
合に、特に大きな効果を発揮する。即ち、このような廃
棄物は、燃焼により、塩素化芳香族化合物またはその前
駆体となる炭素の縮合物を形成し易いため、燃焼場に高
温水蒸気を吹き込むことにより、燃焼性を改善し、炭素
の縮合物の形成を効果的に防止出来るからである。
【００２０】なお、炭素の縮合物が形成されても、高温
水蒸気によってベンゼン環が開環され、塩素化芳香族化
合物の再合成に至ることはないものと考えられる。使用
される燃焼炉としては、ストーカ方式、流動床方式、お
よびロータリーキルン方式等の燃焼炉が挙げられる。
水蒸気によってベンゼン環が開環され、塩素化芳香族化
合物の再合成に至ることはないものと考えられる。使用
される燃焼炉としては、ストーカ方式、流動床方式、お
よびロータリーキルン方式等の燃焼炉が挙げられる。
【００２１】以上のように構成される本発明の第２の態
様に係る方法によると、燃焼を改善し、炭素の縮合を防
止して、ダイオキシンやダイオキシン前駆物質の量を少
なくすることが可能である。
様に係る方法によると、燃焼を改善し、炭素の縮合を防
止して、ダイオキシンやダイオキシン前駆物質の量を少
なくすることが可能である。
【００２２】本発明の第３の態様は、廃棄物を燃焼する
工程、燃焼により生じた焼却灰を回収する工程、および
前記焼却灰に、有害物質分解剤として、６００℃以上の
高温蒸気を導入することを特徴とする廃棄物の処理方法
を提供する。この方法によっても、焼却灰中に含まれる
塩素化芳香族化合物は、高温水蒸気の導入により、ベン
ゼン環が開環され、分解、無害化される。以上のように
構成される本発明の第３の態様に係る方法によると、焼
却灰中のダイオキシンの積極的な分解が可能である。
工程、燃焼により生じた焼却灰を回収する工程、および
前記焼却灰に、有害物質分解剤として、６００℃以上の
高温蒸気を導入することを特徴とする廃棄物の処理方法
を提供する。この方法によっても、焼却灰中に含まれる
塩素化芳香族化合物は、高温水蒸気の導入により、ベン
ゼン環が開環され、分解、無害化される。以上のように
構成される本発明の第３の態様に係る方法によると、焼
却灰中のダイオキシンの積極的な分解が可能である。
【００２３】本発明の第４の態様は、廃棄物を燃焼する
工程、燃焼により生じた排ガスに、有害物質分解剤とし
て、６００℃以上の高温蒸気をパルス状に導入すること
を特徴とする廃棄物の処理方法を提供する。
工程、燃焼により生じた排ガスに、有害物質分解剤とし
て、６００℃以上の高温蒸気をパルス状に導入すること
を特徴とする廃棄物の処理方法を提供する。
【００２４】パルスの周期としては、０．１秒〜１秒程
度が望ましい。以上のように構成される本発明の第３の
態様に係る方法によると、低温排ガス中のダイオキシン
を分解し、かつダイオキシンの再合成を効果的に防止す
ることが可能である。
度が望ましい。以上のように構成される本発明の第３の
態様に係る方法によると、低温排ガス中のダイオキシン
を分解し、かつダイオキシンの再合成を効果的に防止す
ることが可能である。
【００２５】以上の第１〜４の態様に係る方法において
使用される高温水蒸気の温度は、６００〜１０００℃で
あることが望ましい。６００℃未満では、本発明の効果
を得ることが出来ない。なお、高温水蒸気の温度の上限
は、特に限定されないが、１０００℃を越えると、大幅
な効果の増加が望めない一方、高温水蒸気形成のための
コストが増加し、かつ装置の材質の選択が困難となるの
で、１０００℃程度が適当である。
使用される高温水蒸気の温度は、６００〜１０００℃で
あることが望ましい。６００℃未満では、本発明の効果
を得ることが出来ない。なお、高温水蒸気の温度の上限
は、特に限定されないが、１０００℃を越えると、大幅
な効果の増加が望めない一方、高温水蒸気形成のための
コストが増加し、かつ装置の材質の選択が困難となるの
で、１０００℃程度が適当である。
【００２６】以上説明した本発明のいずれの態様におい
ても、これまで利用が検討されていなかった６００℃以
上の高温水蒸気を用いるものである。このような高温水
蒸気は、例えば、特願平４―２８８７９２号に示す方法
により得ることが出来る。
ても、これまで利用が検討されていなかった６００℃以
上の高温水蒸気を用いるものである。このような高温水
蒸気は、例えば、特願平４―２８８７９２号に示す方法
により得ることが出来る。
【００２７】この方法は、主として高温空気を得るため
に用いられる方法であって、それぞれ内部に蓄熱体を備
えた一対のガス燃焼室を有する空気加熱器を用いるもの
である。まず、第１のガス燃焼室内でガスを燃焼させ
て、燃焼熱を第１の蓄熱体に蓄熱し、次いでガスの燃焼
を第２のガス燃焼室に切り替え、燃焼熱を第２の蓄熱体
に蓄熱しつつ、空気を第１の蓄熱体に通して、空気を加
熱し、これを交互に繰返し、１０００℃の高温空気を得
る。このような方法で、高温空気と同様に、高温水蒸気
を得ることが可能である。
に用いられる方法であって、それぞれ内部に蓄熱体を備
えた一対のガス燃焼室を有する空気加熱器を用いるもの
である。まず、第１のガス燃焼室内でガスを燃焼させ
て、燃焼熱を第１の蓄熱体に蓄熱し、次いでガスの燃焼
を第２のガス燃焼室に切り替え、燃焼熱を第２の蓄熱体
に蓄熱しつつ、空気を第１の蓄熱体に通して、空気を加
熱し、これを交互に繰返し、１０００℃の高温空気を得
る。このような方法で、高温空気と同様に、高温水蒸気
を得ることが可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。本発明の第１の実施形態
は、有機系廃棄物のガス化において、高温水蒸気をガス
化促進剤として用いるものである。
実施の形態について説明する。本発明の第１の実施形態
は、有機系廃棄物のガス化において、高温水蒸気をガス
化促進剤として用いるものである。
【００２９】図１に、本発明の第１の実施形態に係る廃
棄物処理方法としての、ガス化プロセスフローを示す。
図１に示すように、まず、有機系廃棄物を粉砕機により
粗破砕して、粒度を調整する。粒度としては、プラント
設備の規模に応じて５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好まし
い。粒度が粗過ぎる場合には、ガス化が困難となり、大
量の固形物が残存してしまう。一方、粒度が細か過ぎる
場合には、有機系廃棄物が飛散するなどのため、取り扱
いが困難となる。
棄物処理方法としての、ガス化プロセスフローを示す。
図１に示すように、まず、有機系廃棄物を粉砕機により
粗破砕して、粒度を調整する。粒度としては、プラント
設備の規模に応じて５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好まし
い。粒度が粗過ぎる場合には、ガス化が困難となり、大
量の固形物が残存してしまう。一方、粒度が細か過ぎる
場合には、有機系廃棄物が飛散するなどのため、取り扱
いが困難となる。
【００３０】次いで、粗破砕された有機系廃棄物を、加
熱炉において、５０〜１２０℃の温度まで乾燥・予熱す
る。この乾燥・予熱工程は、後のガス化を効率よく行う
ためになされるものであって、場合によっては省略する
ことも可能である。
熱炉において、５０〜１２０℃の温度まで乾燥・予熱す
る。この乾燥・予熱工程は、後のガス化を効率よく行う
ためになされるものであって、場合によっては省略する
ことも可能である。
【００３１】次に、乾燥・予熱された（或いは乾燥・予
熱されずに）有機系廃棄物を、ガス化炉においてガス化
する。ガス化炉には６００〜１０００℃の高温水蒸気が
供給され、有機系廃棄物は、高温水蒸気の存在下でガス
化される。
熱されずに）有機系廃棄物を、ガス化炉においてガス化
する。ガス化炉には６００〜１０００℃の高温水蒸気が
供給され、有機系廃棄物は、高温水蒸気の存在下でガス
化される。
【００３２】有機系廃棄物のガス化に用いられるガス化
炉としては、固定床方式、噴流床方式、ロータリーキル
ン方式があり、その例を図２〜図４に示す。即ち、図２
に示す炉は、固定床方式のガス化炉であり、（ａ）は並
流型、（ｂ）は対向流型、（ｃ）は攪拌型をそれぞれ示
し、図３は噴流床方式のガス化炉を、図４はロータリー
キルン方式のガス化炉をそれぞれ示す。
炉としては、固定床方式、噴流床方式、ロータリーキル
ン方式があり、その例を図２〜図４に示す。即ち、図２
に示す炉は、固定床方式のガス化炉であり、（ａ）は並
流型、（ｂ）は対向流型、（ｃ）は攪拌型をそれぞれ示
し、図３は噴流床方式のガス化炉を、図４はロータリー
キルン方式のガス化炉をそれぞれ示す。
【００３３】図２（ａ）に示す並流型ガス化炉では、有
機系廃棄物および高温水蒸気を炉の上部から並行して導
入し、ガス化されたガスは、底部より取り出される。な
お、異物（不燃物）も底部から取り出される。図２
（ｂ）に示す対向流型ガス化炉では、有機系廃棄物を炉
の上部から、高温水蒸気を炉の底部から対向流の形で導
入し、ガス化されたガスは、上部より取り出される。異
物（不燃物）は底部から取り出される。図２（ｃ）に示
す攪拌型ガス化炉では、炉内に攪拌羽根が配置され、有
機系廃棄物を炉の上部から、高温水蒸気を炉の上部また
は底部から並流または対向流の形で導入し、攪拌羽根に
より攪拌しつつガス化が行われる。ガス化されたガス
は、底部または上部より取り出され、異物（不燃物）は
底部から取り出される。
機系廃棄物および高温水蒸気を炉の上部から並行して導
入し、ガス化されたガスは、底部より取り出される。な
お、異物（不燃物）も底部から取り出される。図２
（ｂ）に示す対向流型ガス化炉では、有機系廃棄物を炉
の上部から、高温水蒸気を炉の底部から対向流の形で導
入し、ガス化されたガスは、上部より取り出される。異
物（不燃物）は底部から取り出される。図２（ｃ）に示
す攪拌型ガス化炉では、炉内に攪拌羽根が配置され、有
機系廃棄物を炉の上部から、高温水蒸気を炉の上部また
は底部から並流または対向流の形で導入し、攪拌羽根に
より攪拌しつつガス化が行われる。ガス化されたガス
は、底部または上部より取り出され、異物（不燃物）は
底部から取り出される。
【００３４】図２では、いずれの炉も外部にヒーターを
設けた、外部加熱併用方式を採用しているが、ヒーター
を設けずに、熱源として高温水蒸気のみを用いる、内部
加熱方式としてもよい。
設けた、外部加熱併用方式を採用しているが、ヒーター
を設けずに、熱源として高温水蒸気のみを用いる、内部
加熱方式としてもよい。
【００３５】図３に示す噴流床方式のガス化炉では、有
機系廃棄物を炉の上部から、高温水蒸気を炉の底部から
導入して噴流床を形成し、ガス化されたガスは、上部よ
り取り出される。異物（不燃物）は底部から取り出され
る。なお、図３（ａ）は、高温水蒸気を炉の底部の傾斜
壁面から導入し、異物を底部中央から取り出す方式であ
り、（ｂ）は、高温水蒸気を炉の底部中央から導入し、
異物を底部の傾斜壁面から取り出す方式の炉である。
機系廃棄物を炉の上部から、高温水蒸気を炉の底部から
導入して噴流床を形成し、ガス化されたガスは、上部よ
り取り出される。異物（不燃物）は底部から取り出され
る。なお、図３（ａ）は、高温水蒸気を炉の底部の傾斜
壁面から導入し、異物を底部中央から取り出す方式であ
り、（ｂ）は、高温水蒸気を炉の底部中央から導入し、
異物を底部の傾斜壁面から取り出す方式の炉である。
【００３６】図４に示すロータリーキルン方式のガス化
炉では、有機系廃棄物は、水平軸を中心に回転する横長
の炉の一方の端部からコンベアにより水平に炉内に導入
され、高温水蒸気は炉の一方の端部において上方よりコ
ンベア上の有機系廃棄物に対し、導入される。ガス化さ
れたガスは、炉の他方の端部における上方より、異物は
その下方より、それぞれ取り出される。なお、図４
（ａ）は、高温水蒸気を加熱源として用いる内部加熱方
式、（ｂ）は、炉の周囲にジャケットを設け、ジャケッ
ト内に加熱媒体を流通させる、外部加熱併用方式の炉を
示す。
炉では、有機系廃棄物は、水平軸を中心に回転する横長
の炉の一方の端部からコンベアにより水平に炉内に導入
され、高温水蒸気は炉の一方の端部において上方よりコ
ンベア上の有機系廃棄物に対し、導入される。ガス化さ
れたガスは、炉の他方の端部における上方より、異物は
その下方より、それぞれ取り出される。なお、図４
（ａ）は、高温水蒸気を加熱源として用いる内部加熱方
式、（ｂ）は、炉の周囲にジャケットを設け、ジャケッ
ト内に加熱媒体を流通させる、外部加熱併用方式の炉を
示す。
【００３７】以上説明したようなガス化炉内において
は、７００〜９００℃の温度下で、水性ガス化反応が生
じ、高カロリーのガス化ガスが得られる。ガス化炉から
排出されたガス化ガスは、そのまま燃焼される（直接燃
焼）か、または冷却され、過剰な水蒸気をドレインとし
て分離することにより、回収される。直接燃焼されて得
た燃焼ガスは、高温水蒸気形成のための熱源として用い
ることが出来る。
は、７００〜９００℃の温度下で、水性ガス化反応が生
じ、高カロリーのガス化ガスが得られる。ガス化炉から
排出されたガス化ガスは、そのまま燃焼される（直接燃
焼）か、または冷却され、過剰な水蒸気をドレインとし
て分離することにより、回収される。直接燃焼されて得
た燃焼ガスは、高温水蒸気形成のための熱源として用い
ることが出来る。
【００３８】回収されたガス化ガスは、従来のプロセス
（部分燃焼方式）におけるような、燃焼用空気から同伴
されるＮ２や、部分燃焼炉に発生するＣＯ２を含まず、
しかもタール分がなく、低分子化されているため、２０
００〜６ｋｃａｌ／Ｎｍ３という高カロリーを有してい
る。この高カロリーガスの主成分は、Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ
４等である。
（部分燃焼方式）におけるような、燃焼用空気から同伴
されるＮ２や、部分燃焼炉に発生するＣＯ２を含まず、
しかもタール分がなく、低分子化されているため、２０
００〜６ｋｃａｌ／Ｎｍ３という高カロリーを有してい
る。この高カロリーガスの主成分は、Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ
４等である。
【００３９】回収された高カロリーガスは、貯留され
て、種々の用途における燃料として用いることが出来る
とともに、燃焼されて、その燃焼ガスを高温水蒸気形成
のための熱源として用いることも出来る。
て、種々の用途における燃料として用いることが出来る
とともに、燃焼されて、その燃焼ガスを高温水蒸気形成
のための熱源として用いることも出来る。
【００４０】ここで、乾燥標準組成（可燃分８５．８
％、配分１４．２％）の都市ごみを１０００℃の水蒸気
を用いてガス化するに際し、単位ごみ量当たりの水蒸気
添加量を変化させた場合の、ガス化生成ガス組成の平衡
計算結果の一例を図５に示す。
％、配分１４．２％）の都市ごみを１０００℃の水蒸気
を用いてガス化するに際し、単位ごみ量当たりの水蒸気
添加量を変化させた場合の、ガス化生成ガス組成の平衡
計算結果の一例を図５に示す。
【００４１】図５から、１０００℃水蒸気／乾燥ごみ比
が２のときに、平衡温度３２７℃で、低位発熱量約４２
００ｋｃａｌ／Ｎｍ３のドライガス（成分： ＣＨ４、
Ｈ２ 、ＣＯ、ＣＯ２）が得られることがわかる。
が２のときに、平衡温度３２７℃で、低位発熱量約４２
００ｋｃａｌ／Ｎｍ３のドライガス（成分： ＣＨ４、
Ｈ２ 、ＣＯ、ＣＯ２）が得られることがわかる。
【００４２】本発明の第２の実施形態は、有機系廃棄物
の燃焼において、高温水蒸気を燃焼促進剤として用いる
ものである。上述したように、有機系廃棄物を焼却処理
する際、空気の拡散混合が均一に行われないため、排ガ
ス中に未燃分が含まれるとともに、スート（炭素の縮合
体）などが形成され、ダイオキシン源（ダイオキシン前
駆体）となるという問題がある。燃焼の改善を図るた
め、フレーム中に二次空気を吹き込む方法があるが、こ
の方法ではフレームの温度を低下させてしまい、ダイオ
キシン前駆体の形成を抑制することが出来ない。
の燃焼において、高温水蒸気を燃焼促進剤として用いる
ものである。上述したように、有機系廃棄物を焼却処理
する際、空気の拡散混合が均一に行われないため、排ガ
ス中に未燃分が含まれるとともに、スート（炭素の縮合
体）などが形成され、ダイオキシン源（ダイオキシン前
駆体）となるという問題がある。燃焼の改善を図るた
め、フレーム中に二次空気を吹き込む方法があるが、こ
の方法ではフレームの温度を低下させてしまい、ダイオ
キシン前駆体の形成を抑制することが出来ない。
【００４３】これに対し、本実施形態によると、有機系
廃棄物を燃焼している燃焼炉内に６００℃以上、好まし
くは６００〜１０００℃の高温水蒸気を吹き込むことに
より、燃焼場の温度を低下させることなく、燃焼改善を
はかり、カーボン粒子の縮合を防止し、それによって完
全燃焼の達成と、ダシオキシン前駆体の生成を図ること
が可能となる。
廃棄物を燃焼している燃焼炉内に６００℃以上、好まし
くは６００〜１０００℃の高温水蒸気を吹き込むことに
より、燃焼場の温度を低下させることなく、燃焼改善を
はかり、カーボン粒子の縮合を防止し、それによって完
全燃焼の達成と、ダシオキシン前駆体の生成を図ること
が可能となる。
【００４４】燃焼炉内に高温水蒸気を吹き込む位置につ
いては、燃焼炉の型式に応じて、図５〜７に示すような
位置とすることが出来る。即ち、図６は、一般廃棄物焼
却処理用のストーカ方式の焼却炉を示し、燃焼炉内に導
入され、投入クレーンによりホッパー内に投入された有
機系廃棄物は、燃焼室内において、ストーカにより燃焼
させられるが、燃焼室内のフレームに対し、有機系廃棄
物の投入方向とは逆の方向Ａから、高温水蒸気が吹き込
まれる。なお、排ガスは、燃焼室から廃熱ボイラーを通
って、炉外に取り出される。
いては、燃焼炉の型式に応じて、図５〜７に示すような
位置とすることが出来る。即ち、図６は、一般廃棄物焼
却処理用のストーカ方式の焼却炉を示し、燃焼炉内に導
入され、投入クレーンによりホッパー内に投入された有
機系廃棄物は、燃焼室内において、ストーカにより燃焼
させられるが、燃焼室内のフレームに対し、有機系廃棄
物の投入方向とは逆の方向Ａから、高温水蒸気が吹き込
まれる。なお、排ガスは、燃焼室から廃熱ボイラーを通
って、炉外に取り出される。
【００４５】図７は、下水汚泥、産業廃棄物用および一
般廃棄物焼却処理用の流動床方式の焼却炉を示し、
（ａ）は流動床焼却炉、（ｂ）はガス冷付流動床焼却炉
をそれぞれ示す。いずれの焼却炉においても、廃棄物に
対する下方からの流動用空気の導入により、流動床が形
成され、燃焼が行われるが、その流動床において燃焼し
ているフレームに対し、高温水蒸気が、斜め側方の方向
Ｂから吹き込まれる。
般廃棄物焼却処理用の流動床方式の焼却炉を示し、
（ａ）は流動床焼却炉、（ｂ）はガス冷付流動床焼却炉
をそれぞれ示す。いずれの焼却炉においても、廃棄物に
対する下方からの流動用空気の導入により、流動床が形
成され、燃焼が行われるが、その流動床において燃焼し
ているフレームに対し、高温水蒸気が、斜め側方の方向
Ｂから吹き込まれる。
【００４６】図８は、産業廃棄物用焼却処理用のロータ
リーキルン方式の焼却炉を示す。燃焼炉内に導入され、
投入クレーンによりホッパー内に投入された有機系廃棄
物は、回転するロータリーキルン内において、ストーカ
により燃焼し、次いで再燃焼室において燃焼するが、再
燃焼室内のフレームに対し、高温水蒸気が、方向Ｃおよ
びＣ'の２方向から吹き込まれる。なお、排ガスは、再
燃焼室から廃熱ボイラーを通って、炉外に取り出され
る。
リーキルン方式の焼却炉を示す。燃焼炉内に導入され、
投入クレーンによりホッパー内に投入された有機系廃棄
物は、回転するロータリーキルン内において、ストーカ
により燃焼し、次いで再燃焼室において燃焼するが、再
燃焼室内のフレームに対し、高温水蒸気が、方向Ｃおよ
びＣ'の２方向から吹き込まれる。なお、排ガスは、再
燃焼室から廃熱ボイラーを通って、炉外に取り出され
る。
【００４７】本発明の第３の実施形態は、廃棄物を燃焼
した後の焼却灰に対し、高温水蒸気をダイオキシン分解
剤として用いるものである。焼却灰中のダイオキシンを
除去する方法として、３５０〜４００℃の無酸素
（Ｏ２：４％以下）雰囲気で焼却灰を加熱分解する方法
が知られている。しかし、この方法では、加熱により焼
却灰中のダイオキシンに脱塩素を行い、ダイオキシンを
無害な物質に変換することが可能である。しかし、この
方法では、熱源として電気ヒーター等を用いており、ま
たダイオキシンは、脱塩素により無害化されている。
した後の焼却灰に対し、高温水蒸気をダイオキシン分解
剤として用いるものである。焼却灰中のダイオキシンを
除去する方法として、３５０〜４００℃の無酸素
（Ｏ２：４％以下）雰囲気で焼却灰を加熱分解する方法
が知られている。しかし、この方法では、加熱により焼
却灰中のダイオキシンに脱塩素を行い、ダイオキシンを
無害な物質に変換することが可能である。しかし、この
方法では、熱源として電気ヒーター等を用いており、ま
たダイオキシンは、脱塩素により無害化されている。
【００４８】これに対し、本実施形態の方法は、高温水
蒸気を用い、ダイオキシンの脱塩素に限らず、ベンゼン
環を開環して無害化するものである。即ち、本態様の方
法によると、熱源およびダイオキシンのベンゼン環クラ
ッキング剤として、６００℃以上の高温水蒸気を焼却灰
中に分散供給することにより、ダイオキシン類の積極分
解を図ることが出来る。
蒸気を用い、ダイオキシンの脱塩素に限らず、ベンゼン
環を開環して無害化するものである。即ち、本態様の方
法によると、熱源およびダイオキシンのベンゼン環クラ
ッキング剤として、６００℃以上の高温水蒸気を焼却灰
中に分散供給することにより、ダイオキシン類の積極分
解を図ることが出来る。
【００４９】図９は、本実施形態の方法に用いる焼却灰
処理装置を示す。ホッパーに投入され、コンベアにより
処理装置内に導入された焼却灰は、処理装置内に配置さ
れた攪拌／移送羽根により攪拌され、移送されるととも
に、攪拌／移送羽根に設けられた多数のノズルから高温
水蒸気を吹き付けられ、処理される。処理された焼却灰
は、下方に配置された冷却室に移送され、そこで冷却さ
れる。
処理装置を示す。ホッパーに投入され、コンベアにより
処理装置内に導入された焼却灰は、処理装置内に配置さ
れた攪拌／移送羽根により攪拌され、移送されるととも
に、攪拌／移送羽根に設けられた多数のノズルから高温
水蒸気を吹き付けられ、処理される。処理された焼却灰
は、下方に配置された冷却室に移送され、そこで冷却さ
れる。
【００５０】本発明の第４の実施形態は、廃棄物の燃焼
により生じた低温排ガス中への高温水蒸気の噴射によ
り、排ガス中の未燃分を分解するとともに、排ガス中に
もともと含まれるダイオキシン類を分解し、かつ、低温
場での再合成されたダイオキシン類を分解し、無害化す
るものである。
により生じた低温排ガス中への高温水蒸気の噴射によ
り、排ガス中の未燃分を分解するとともに、排ガス中に
もともと含まれるダイオキシン類を分解し、かつ、低温
場での再合成されたダイオキシン類を分解し、無害化す
るものである。
【００５１】廃棄物の燃焼により生じた低温排ガス中に
は、燃焼炉における不十分な燃焼により、未燃分が残留
しているとともに、ダイオキシンやダイオキシン前駆体
等の塩素化芳香族化合物を含有している。また、一旦、
分解されたダイオキシンやダイオキシン前駆体等が、低
温場において、再合成する場合もある。
は、燃焼炉における不十分な燃焼により、未燃分が残留
しているとともに、ダイオキシンやダイオキシン前駆体
等の塩素化芳香族化合物を含有している。また、一旦、
分解されたダイオキシンやダイオキシン前駆体等が、低
温場において、再合成する場合もある。
【００５２】そこで、本実施形態に係る方法では、その
ような、２５０℃〜５００℃前後の低温の、ダイオキシ
ンの再合成が可能な領域にある排ガスに対し、６００℃
以上の高温水蒸気をパルス状に噴射することにより、未
燃分の低域及びダイオキシンの分解および再合成の抑制
を図っている。なお、パルスの周期は、０．１秒〜１秒
が適当である。
ような、２５０℃〜５００℃前後の低温の、ダイオキシ
ンの再合成が可能な領域にある排ガスに対し、６００℃
以上の高温水蒸気をパルス状に噴射することにより、未
燃分の低域及びダイオキシンの分解および再合成の抑制
を図っている。なお、パルスの周期は、０．１秒〜１秒
が適当である。
【００５３】図１０は、本実施形態に係る方法を実施す
る装置を示し、断面矩形の排ガスのダクトに、多数の高
温水蒸気噴射ノズルを配置し、ダクト内を流れる排ガス
に対し、噴射ノズルから高温水蒸気を間欠的に噴射する
状態を示している。
る装置を示し、断面矩形の排ガスのダクトに、多数の高
温水蒸気噴射ノズルを配置し、ダクト内を流れる排ガス
に対し、噴射ノズルから高温水蒸気を間欠的に噴射する
状態を示している。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
第１の態様によると、有機系廃棄物のガス化に際し、ガ
ス化炉内にガス化促進剤として６００℃以上の高温水蒸
気を導入することにより、タールを形成することなく、
高発熱量のガス化ガスを得ることが可能である。
第１の態様によると、有機系廃棄物のガス化に際し、ガ
ス化炉内にガス化促進剤として６００℃以上の高温水蒸
気を導入することにより、タールを形成することなく、
高発熱量のガス化ガスを得ることが可能である。
【００５５】また、本発明の第２の態様によると、有機
系廃棄物の焼却に際し、燃焼場に燃焼促進剤として６０
０℃以上の高温水蒸気を導入することにより、燃焼を改
善し、炭素の縮合を防止して、ダイオキシンやダイオキ
シン前駆物質の量を少なくすることが可能である。
系廃棄物の焼却に際し、燃焼場に燃焼促進剤として６０
０℃以上の高温水蒸気を導入することにより、燃焼を改
善し、炭素の縮合を防止して、ダイオキシンやダイオキ
シン前駆物質の量を少なくすることが可能である。
【００５６】また、本発明の第３の態様によると、廃棄
物の焼却により得た焼却灰に、有害物質分解剤として６
００℃以上の高温水蒸気を導入することにより、焼却灰
中のダイオキシンの積極的な分解が可能である。
物の焼却により得た焼却灰に、有害物質分解剤として６
００℃以上の高温水蒸気を導入することにより、焼却灰
中のダイオキシンの積極的な分解が可能である。
【００５７】更に、本発明の第４の態様によると、廃棄
物の焼却からの低温排ガス中に、６００℃以上の高温水
蒸気をパルス状に導入することにより、ダイオキシンを
分解し、かつダイオキシンの再合成を効果的に防止する
ことが可能である。
物の焼却からの低温排ガス中に、６００℃以上の高温水
蒸気をパルス状に導入することにより、ダイオキシンを
分解し、かつダイオキシンの再合成を効果的に防止する
ことが可能である。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る廃棄物処理方法
としてのガス化プロセスフローを示す図。
としてのガス化プロセスフローを示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられる固定床方式のガス化炉を示す図。
に用いられる固定床方式のガス化炉を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられる噴流床方式のガス化炉を示す図。
に用いられる噴流床方式のガス化炉を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられるロータリーキルン方式のガス化炉を示す
図。
に用いられるロータリーキルン方式のガス化炉を示す
図。
【図５】単位ごみ量当たりの水蒸気添加量を変化させた
場合に得られるガス化生成ガス組成の平衡計算結果の一
例を示す特性図。
場合に得られるガス化生成ガス組成の平衡計算結果の一
例を示す特性図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられるストーカ方式の焼却炉を示す図。
に用いられるストーカ方式の焼却炉を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられる流動床方式の焼却炉を示す図。
に用いられる流動床方式の焼却炉を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられるロータリーキルン方式の焼却炉を示す図。
に用いられるロータリーキルン方式の焼却炉を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る廃棄物処理方法
に用いられる焼却灰処理装置を示す図。
に用いられる焼却灰処理装置を示す図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る廃棄物処理方
法に用いられる排気ガス処理装置を示す図。
法に用いられる排気ガス処理装置を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ１０Ｊ 3/00 Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢＺ Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｆ２７Ｂ 7/34 Ｆ２７Ｂ 7/34 15/10 15/10 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ ３０２Ａ Ｆターム(参考） 3K061 AA01 AA07 AA11 AB02 AC13 AC20 BA05 BA08 CA07 CA11 FA01 FA11 4D004 AA02 AA03 AA07 AA46 AB06 BA03 CA04 CA27 CA28 CA32 CB09 CB13 CB32 CC01 DA03 DA06 4D059 AA03 AA07 BB01 BB03 BB06 BB11 BB13 BB14 BK11 CA06 CA14 CA15 CC03 DA70 EB10 4K046 HA12 HA13 JB05 JD01 JE08 KA07 4K061 AA08 BA12 CA02 DA00 FA02 FA06
Claims (15)
- 【請求項１】有機系廃棄物をガス化炉内でガス化するこ
とにより有機系廃棄物を処理する方法であって、前記有
機系廃棄物のガス化に際し、前記ガス化炉内に、ガス化
促進剤として、６００℃以上の高温水蒸気を導入するこ
とを特徴とする廃棄物の処理方法。 - 【請求項２】前記ガス化炉内に導入する前に、前記有機
系廃棄物を粉砕することを特徴とする請求項１または２
に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項３】前記ガス化炉内に導入する前に、前記有機
系廃棄物を予熱することを特徴とする請求項１または２
に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項４】前記ガス化されたガスを燃焼することを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載の廃棄
物の処理方法。 - 【請求項５】前記ガス化されたガスを冷却して水蒸気を
除去し、燃料として回収することを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかの項に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項６】前記回収されたガスを前記水蒸気形成のた
めの熱源として用いることを特徴とする請求項５記載の
廃棄物の処理方法。 - 【請求項７】前記ガス化炉は、噴流床ガス化炉、固定床
ガス化炉、流動床ガス化炉、およびロータリーキルンガ
ス化炉からなる群から選ばれた１種である請求項１ない
し６のいずれかの項に記載の有機系廃棄物の処理方法。 - 【請求項８】有機系廃棄物を燃焼炉内で燃焼させること
により有機系廃棄物を処理する方法であって、前記有機
系廃棄物の燃焼場に、燃焼促進剤として、６００℃以上
の高温蒸気を導入することを特徴とする廃棄物の処理方
法。 - 【請求項９】前記有機系廃棄物は、揮発性成分含有量の
高い廃棄物または廃プラスチックであることを特徴とす
る請求項８に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項１０】前記有機系廃棄物は、塩素化芳香族化合
物またはその前駆体を含有し、前記高温水蒸気の導入に
より、前記塩素化芳香族化合物またはその前駆体のベン
ゼン環をクラッキングすることを特徴とする請求項８ま
たは９に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項１１】前記燃焼炉は、ストーカ方式、流動床方
式、およびロータリーキルン方式からなる群から選ばれ
た燃焼炉であることを特徴とする請求項８ないし１０の
いずれいかの項に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項１２】廃棄物を燃焼する工程、燃焼により生じ
た焼却灰を回収する工程、および前記焼却灰に、有害物
質分解剤として、６００℃以上の高温蒸気を導入するこ
とを特徴とする廃棄物の処理方法。 - 【請求項１３】前記焼却灰は、塩素化芳香族化合物を含
有し、前記高温水蒸気の導入により、前記塩素化芳香族
化合物のベンゼン環をクラッキングすることを特徴とす
る請求項１２に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項１４】廃棄物を燃焼する工程、燃焼により生じ
た排ガスに、有害物質分解剤として、６００℃以上の高
温蒸気をパルス状に導入することを特徴とする廃棄物の
処理方法。 - 【請求項１５】前記高温水蒸気の温度は、６００〜１０
００℃であることを特徴とする請求項１，８，１２，お
よび１４のいずれかの項に記載の廃棄物の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105121A JP2000296378A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 廃棄物の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105121A JP2000296378A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 廃棄物の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000296378A true JP2000296378A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14398981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11105121A Withdrawn JP2000296378A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 廃棄物の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000296378A (ja) |
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1999
- 1999-04-13 JP JP11105121A patent/JP2000296378A/ja not_active Withdrawn
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