JP2001098282A - 廃棄物処理方法 - Google Patents

廃棄物処理方法

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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱損失が少なく、排水処理が不要であり、し
かも廃棄物中の有機分を可燃ガスとして効率よく回収す
ることができる廃棄物処理方法を提供する。 【解決手段】 廃棄物を熱分解炉１４で処理して、熱分
解ガスと熱分解オイルとの混合物と、熱分解残査とす
る。熱分解残査は粉砕器１５で粉砕したうえ、ガス変換
溶融炉１０の前段の溶融ガス化部１１に投入して灰分を
溶融スラグ化するとともに、可燃ガス化した有機分を後
段のガス改質部１２に導入する。熱分解炉１４で発生し
た熱分解ガスは熱分解オイルと分離することなく後段の
ガス改質部１２に投入し、可燃ガスとともにクラッキン
グを行い、水素及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガス
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物を熱処理して灰分を溶融スラグ化するとともに、有機
分を可燃ガスとして回収することができる廃棄物処理方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、都市ごみ等の廃棄物の処理方法と
しては、廃棄物を焼却するとともに焼却灰を溶融スラグ
化する方法が一般的であった。しかし最近では、廃棄物
を熱分解して有機分を可燃ガスとして回収する提案がな
されている。
【０００３】図２はそのフローを示すブロック図であ
り、６〜２６気圧、１４００〜２０００℃の高温高圧の
ガス変換溶融部１を持つガス変換溶融炉２が用いられ
る。廃棄物は間接加熱型の熱分解炉３で熱分解され、気
体である熱分解ガス、液体である熱分解オイル（スラリ
ー化したタール）、固体である熱分解残査となる。熱分
解残査は粉砕器４で粉砕されてガス変換溶融部１に投入
され、熱分解ガスと熱分解オイルの混合物は凝縮器５で
分離されたうえで、同じくガス変換溶融炉２の同一個所
に投入される。ガス変換溶融部１では酸素吹き込みの部
分燃焼が行われ、灰分は溶融スラグ化して急冷部６の下
部から固化スラグとして取り出され、有機分はクラッキ
ング（低分子化処理）により可燃ガスとして炉外に回収
される。
【０００４】上記のように従来法では、熱分解生成物を
全て高温高圧のガス変換溶融炉２の同一個所に投入して
いた。しかし、熱分解残査中の灰分を安定に溶融処理す
るためには１２００〜１６００℃の高温場が必要である
ものの、熱分解ガス及び熱分解オイル中の有機分をガス
化するには８００〜１２００℃程度の温度があれば十分
であるから、この図２のプロセスは余分な熱量を必要と
し、ガス化効率が低下するという問題があった。
【０００５】また上記のような高圧のガス変換溶融部１
に熱分解ガスを送るためには、熱分解ガスを高圧に圧縮
する必要があるが、熱分解オイルを含んだままで圧縮す
るとオイル成分が液化するために機器故障の原因とな
る。そこで凝縮器５により熱分解ガスと熱分解オイルを
分離したうえ、個別に圧縮してガス変換溶融炉２に送り
込んでいたのであるが、凝縮器５では冷却水による急冷
処理を行うため、熱分解ガスの顕熱が失われるという問
題がある。また熱分解オイル中に水分が混入してガス変
換溶融部１に持ち込まれるために熱損失が発生するう
え、冷却水による急冷処理の際に熱分解ガスに含まれる
酢酸等の水溶性有機物が排水中に移行し、その排水処理
に費用がかかるという問題もあった。
【０００６】なお、本発明者は図３に示すように、高温
高圧のガス変換溶融部１と急冷部６との間に１０００〜
１３００℃のガスクラッキング部７を設け、熱分解ガス
と熱分解オイルはこのガスクラッキング部７に供給する
プロセスを先に開発した。この図３のプロセスは、熱分
解残査のみを１４００〜２０００℃のガス変換溶融部１
に供給するため、図２のプロセスよりは熱損失が少な
い。しかしこの図３のプロセスも凝縮器５で冷却水によ
る急冷処理を行うため、上記した問題は残されたままで
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、熱損失が少なく、排水処理も不要で
あり、しかも廃棄物中の有機分を可燃ガスとして効率よ
く回収することができる廃棄物処理方法を提供するため
になされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の廃棄物処理方法は、廃棄物を熱分
解炉で処理した際に発生する熱分解残査を粉砕したう
え、前段に溶融ガス化部、後段にガス改質部を備えたガ
ス変換溶融炉の前段に投入して灰分を溶融スラグ化する
とともに、可燃ガス化した有機分は後段に導入し、また
前記熱分解炉で発生した熱分解ガスは熱分解オイルと分
離することなくガス変換溶融炉の後段に投入して前記可
燃ガス化した有機分とともにクラッキングを行い、水素
及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガスを得ることを特
徴とするものである。
【０００９】なお、溶融ガス化部とガス改質部とを備え
た一体構造のガス変換溶融炉を用いることが好ましく、
残査の滞留時間を確保するために溶融ガス化部とガス改
質部の一方あるいは両方を旋回流式とすることが好まし
い。また熱分解炉としてはロータリーキルンのような間
接加熱型の熱分解炉を使用することが好ましい。
【００１０】本発明の廃棄物処理方法によれば、ガス変
換溶融炉を前段の溶融ガス化部と後段のガス改質部とか
らなるものとし、熱分解残査を前段に投入する一方、熱
分解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶
融炉の後段に投入してクラッキングを行うようにしたの
で、従来のように凝縮器で冷却水による急冷処理を行う
必要がない。このため熱損失が少なく、排水処理も不要
となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１は本発明のフローを示す図であり、１０は
ガス変換溶融炉である。このガス変換溶融炉１０は前段
の溶融ガス化部１１と、後段のガス改質部１２とからな
るものであり、必ずしも一体化されている必要はない
が、この実施形態では中間の溶融スラグ排出部１３を介
して接続された一体構造の炉が用いられている。前段の
溶融ガス化部１１は１２００〜１６００℃、後段のガス
改質部１２は８００〜１２００℃程度の温度であるが、
炉圧は大気圧程度である。溶融ガス化部１１とガス改質
部１２の一方あるいは両方を旋回流式とし、残査の滞留
時間を延ばし、ガス混合を促進することが好ましい。
【００１２】廃棄物は従来と同様にロータリーキルンの
ような間接加熱型の熱分解炉１４で熱分解される。その
炉圧は例えば５０ｍｍＡｑ程度である。そして熱分解残
査は粉砕器１５で粉砕したうえ、ガス変換溶融炉１０の
前段の溶融ガス化部１１に供給される。この部分には酸
素が吹き込まれて部分燃焼が行われ、熱分解残査中の灰
分は溶融スラグ化される。溶融スラグは中間の溶融スラ
グ排出部１３から炉外に排出される。また熱分解残査中
の有機分は部分燃焼により可燃ガス化し、後段のガス改
質部１２に入る。この可燃ガスは１２００〜１６００℃
の顕熱を持つため、８００〜１２００℃である後段のガ
ス改質部１２の補助熱として有効利用できる。
【００１３】一方、熱分解炉１４で発生した熱分解ガス
と熱分解オイルとは、相互に入り混じったまま分離され
ることなくガス変換溶融炉１０の後段のガス改質部１２
に投入される。このように熱分解ガスと熱分解オイルと
を分離する必要がないのは、本発明で用いられるガス変
換溶融炉１０の炉圧が熱分解炉１４よりも低く、従来の
ように熱分解ガスを圧縮して押し込む必要がないためで
ある。ガス改質部１２には酸素または空気が吹き込ま
れ、この熱分解ガスと熱分解オイルとは、前段の溶融ガ
ス化部１１から供給された可燃ガスとともにクラッキン
グされ、水素及び一酸化炭素を主成分とする可燃ガスと
なる。
【００１４】得られた可燃ガスの処理方法としては、急
冷装置１６により２００℃以下に急冷し、ダイオキシン
の発生を防止する方法と、得られた可燃ガスを熱回収装
置１７に通したうえ、周知の乾式ガス処理装置１８によ
り脱硫、脱窒を行う方法等が考えられる。このようにし
て処理された可燃ガスは一般熱源として有効利用するこ
とができる。
【００１５】このように、本発明においてはガス変換溶
融炉１０を前段の溶融ガス化部１１と後段のガス改質部
１２とから構成されるものとし、熱分解ガスと熱分解オ
イルとを比較的低温のガス改質部１２に導入するように
したので、図３に示したプロセスと同様に熱損失を少な
くし、ガス化効率を向上させることができる。またガス
変換溶融炉１０を熱分解炉１４よりも低圧としたことに
より、熱分解ガスと熱分解オイルとを分離する必要がな
くなり、従来のような凝縮器を用いることによる問題
（熱分解ガスの顕熱が失われるという問題、熱分解オイ
ル中に水分が混入することによる熱損失の発生、熱分解
ガスに含まれる水溶性有機物が排水中に移行するという
問題）を解消することができる。
【００１６】なお、ガス変換溶融炉１０を熱分解炉１４
よりも高圧とすることも考えられるが、その場合には図
３に示したプロセスと同様に、熱分解ガスと熱分解オイ
ルとを分離してガス改質部１２に投入しなければならな
い。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の廃棄物
処理方法では、ガス変換溶融炉を前段の溶融ガス化部と
後段のガス改質部とからなるものとし、熱分解残査を前
段に投入する一方、熱分解ガスは熱分解オイルと分離す
ることなくガス変換溶融炉の後段に投入してクラッキン
グを行うようにしたので、熱損失が少なくなり、ガス化
効率を向上させることができる。また、ガス変換溶融炉
を低圧としたので従来のように凝縮器で冷却水による急
冷処理を行う必要がなくなり、冷却水の使用に伴う熱損
失がなくなるうえに、排水処理も不要となる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローを示すブロック図である。
【図２】従来例のフローを示すブロック図である。
【図３】他の先行例のフローを示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ガス変換溶融部、２ ガス変換溶融炉、３ 熱分解
炉、４ 粉砕器、５凝縮器、６ 急冷部、７ ガスクラ
ッキング部、１０ ガス変換溶融炉、１１前段の溶融ガ
ス化部、１２ 後段のガス改質部、１３ 溶融スラグ排
出部、１４熱分解炉、１５ 粉砕器、１６ 急冷装置、
１７ 熱回収装置、１８ 乾式ガス処理装置
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｋ 5/14 ＺＡＢ 5/00 ＺＡＢＬ Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ｄ Ｆターム(参考） 3K061 AB02 AB03 AC01 AC02 AC03 AC05 BA05 FA21 NB01 NB06 3K078 AA05 BA05 CA02 CA11 4D004 AA46 BA03 CA04 CA24 CA25 CA27 CA32

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 廃棄物を熱分解炉で処理した際に発生す
    る熱分解残査を粉砕したうえ、前段に溶融ガス化部、後
    段にガス改質部を備えたガス変換溶融炉の前段に投入し
    て灰分を溶融スラグ化するとともに、可燃ガス化した有
    機分は後段に導入し、また前記熱分解炉で発生した熱分
    解ガスは熱分解オイルと分離することなくガス変換溶融
    炉の後段に投入して前記可燃ガス化した有機分とともに
    クラッキングを行い、水素及び一酸化炭素を主成分とす
    る可燃ガスを得ることを特徴とする廃棄物処理方法。
  2. 【請求項２】 溶融ガス化部とガス改質部とを備えた一
    体構造のガス変換溶融炉を用いる請求項１記載の廃棄物
    処理方法。
  3. 【請求項３】 溶融ガス化部とガス改質部の一方あるい
    は両方を旋回流式としたガス変換溶融炉を用いる請求項
    １記載の廃棄物処理方法。
  4. 【請求項４】 熱分解炉として間接加熱型の熱分解炉を
    使用する請求項１記載の廃棄物処理方法。
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