JP2001165420A

JP2001165420A - 廃棄物の焼却処理方法

Info

Publication number: JP2001165420A
Application number: JP34994199A
Authority: JP
Inventors: Masamoto Kaneko; 正元金子
Original assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kinsei Sangyo Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: JP3583043B2

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物の乾留により生じる可燃性ガスをエンジ
ンの燃料として該エンジンに供給する場合に、エンジン
の所望の運転に必要な可燃性ガスを継続的に安定してエ
ンジンに供給することができる廃棄物の焼却処理方法を
提供する。【解決手段】ガス化炉１内で廃棄物Ａを乾留して可燃性
ガスを発生させ、その可燃性ガスを燃焼器３に導入して
酸素と混合し、さらに燃焼させる。このとき燃焼器３内
の温度がほぼ一定に維持されるようにガス化炉１内で可
燃性ガスを発生させる。燃焼器３内の温度がほぼ一定に
維持される期間においてガス化炉１からエンジン４に可
燃性ガスを供給し、その可燃性ガスを燃料としてエンジ
ン４の運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を焼却処理
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃タイヤ等の廃棄物を加熱して乾留し、
その乾留により発生する可燃性ガスを内燃機関にその燃
料として供給して、該内燃機関を運転させる技術が例え
ば特許第２６２２０５２号公報に提案されている。

【０００３】この技術では、コークス等を燃焼させる燃
焼室内に、廃タイヤ等の廃棄物を収容する廃棄物収容室
を設け、該廃棄物収容室内の廃棄物をコークス等の燃焼
熱により加熱して乾留する。そして、その乾留により発
生した可燃性ガスを廃棄物収容室からガス貯蔵タンクを
介して内燃機関に供給し、該内燃機関を運転させるよう
にしている。また、該内燃機関の駆動力により発電機を
作動させ、発電を行うようにしている。

【０００４】このような技術によれば、廃棄物を処理し
ながら、その時に生成される可燃性ガスを利用して内燃
機関の運転、ひいては発電を行うことができるため、エ
ネルギー資源の有効活用を図ることができる。

【０００５】しかしながら、かかる技術では、廃棄物収
容室内の廃棄物を、特別な燃焼制御がなされていないコ
ークス等の燃焼熱により加熱するものであるため、可燃
性ガスを安定して発生させることが難しい。このため、
内燃機関の所望の運転を行う上で必要な量の可燃性ガス
を十分に内燃機関に供給できないような状況も生じやす
い。この結果、可燃性ガスの生成中に内燃機関やその駆
動力を受ける発電機の所望の運転を安定して継続的に行
うことが困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、廃棄物の乾留により生じる
可燃性ガスをエンジンの燃料として該エンジンに供給す
る場合に、エンジンの所望の運転に必要な可燃性ガスを
継続的に安定してエンジンに供給することができる廃棄
物の焼却処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願出願人は、先に廃タ
イヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として特開平２−１
３５２８０号公報等に開示の装置を提案している。この
装置では、ガス化炉に収容した廃棄物の一部を燃焼させ
つつ、その燃焼熱により該廃棄物の他の部分を乾留して
可燃性ガスを発生させる。さらに、ガス化炉で発生した
可燃性ガスをガス化炉の外部の燃焼炉に導入し、該燃焼
炉で燃焼させる。そして、この場合、燃焼炉内の温度を
検出し、その検出温度の変化に応じてガス化炉に供給す
る酸素（詳しくは廃棄物の部分的燃焼に必要な酸素）の
量を調整することで、該燃焼炉内の温度をあらかじめ定
めた所定温度にほぼ維持するようにしている。ここで、
上記所定温度は、具体的には可燃性ガスが自発的に燃焼
するような温度で、例えば１０００℃以上の温度であ
る。また、この装置では、燃焼炉で可燃性ガスを燃焼さ
せるために要する酸素の量を、該燃焼炉内の検出温度に
応じて調整することで、該燃焼炉内に導入される可燃性
ガスの量に適合する量の酸素を燃焼炉に供給し、これに
より、該可燃性ガスが燃焼炉内で良好に燃焼するように
している。

【０００８】このような装置によれば、燃焼炉に導入さ
れる可燃性ガスの量に適合した量の酸素を該燃焼炉に供
給して可燃性ガスを燃焼させるので、燃焼炉内の温度
は、ガス化炉から燃焼炉に導入される可燃性ガスの量を
正しく反映するものとなる。そして、この燃焼炉の温度
を前記所定温度に維持するように前記ガス化炉に前記廃
棄物の部分的燃焼に必要な酸素を供給し、廃棄物の他の
部分の乾留を行うので、可燃性ガスをガス化炉で継続的
に安定して発生させることができる。

【０００９】そこで、本発明の廃棄物の焼却処理方法
は、前記の目的を達成するために、ガス化炉に収容した
廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄
物の他の部分を乾留する工程と、該乾留により発生する
可燃性ガスを前記ガス化炉から燃焼器に導入して燃焼さ
せる工程と、前記燃焼器に導入される可燃性ガスの量に
応じてその燃焼に要する酸素を該燃焼器に供給して該可
燃性ガスを燃焼させると共に、前記燃焼器内の温度があ
らかじめ設定した第１の所定温度に維持されるように該
燃焼器内の温度変化に応じて前記ガス化炉に供給する酸
素量を制御して、前記乾留により発生する可燃性ガスの
量を調整する工程と、前記燃焼器における可燃性ガスの
燃焼中に前記ガス化炉で発生した可燃性ガスを内燃機関
にその燃料として供給し、該内燃機関を運転させる工程
とから成ることを特徴としたものである。

【００１０】かかる本発明によれば、燃焼器に導入され
る可燃性ガスの量に応じてその燃焼に要する酸素を該燃
焼器に供給して該可燃性ガスを燃焼させると共に、前記
燃焼器内の温度があらかじめ設定した第１の所定温度に
維持されるように該燃焼器内の温度変化に応じて前記ガ
ス化炉に供給する酸素量を制御して、前記乾留により発
生する可燃性ガスの量を調整することによって、該可燃
性ガスを継続的に安定して発生させることができる。こ
のため、この可燃性ガスを前記内燃機関にその燃料とし
て供給するようにすることで、該内燃機関の所望の運転
に必要な乾留ガスを継続的に安定して該内燃機関に供給
することができる。ひいては、該内燃機関の運転を継続
に安定して行うことができる。

【００１１】かかる本発明では、好ましくは、前記内燃
機関への前記可燃性ガスの供給は、前記燃焼器内の温度
が前記所定温度の近傍温度で該所定温度よりも低い温度
にあらかじめ定めた第２の所定温度に達してから開始
し、該燃焼器内の温度が前記第２の所定温度以下に低下
したときに終了する。

【００１２】このようにすることで、燃焼器内の温度が
実際にほぼ一定に維持されるような状況、すなわち、ガ
ス化炉における可燃性ガスの発生が確実に安定して行わ
れる状況においてのみ、内燃機関に可燃性ガスを供給す
るので、該内燃機関の所望の運転を確実に行うことがで
きる。

【００１３】また、本発明では、前記ガス化炉に供給す
る酸素や前記燃焼器に供給する酸素を、前記燃焼器にお
ける前記可燃性ガスの燃焼後の廃ガスとの熱交換により
加熱することが好ましい。さらに、前記ガス化炉を空冷
式のガス化炉とし、該ガス化炉にその空冷のために供給
する空気を、前記燃焼器における前記可燃性ガスの燃焼
後の廃ガスとの熱交換により加熱することが好ましい。

【００１４】すなわち、前記内燃機関の稼動効率を高め
る上では、該内燃機関に継続的に安定して可燃性ガスを
供給し得る期間、すなわち、燃焼器内の温度が前記第１
の所定温度にほぼ一定に維持されるような期間ができる
だけ長いことが好ましい。この場合、例えばガス化炉内
の廃棄物の量を多くすれば、上記の期間を長くすること
は可能であるが、ガス化炉が大型化してしまう。

【００１５】このために、本発明では、前述のように、
ガス化炉に供給する酸素や、ガス化炉の空冷（過熱防
止）のために該ガス化炉に供給する空気、燃焼器に供給
する酸素を、前記燃焼器における前記可燃性ガスの燃焼
後の廃ガスとの熱交換により加熱する。

【００１６】このようにすることで、ガス化炉にあって
は、該ガス化炉における廃棄物の部分的燃焼により発生
する熱エネルギーのうち、ガス化炉に供給される酸素や
空冷用の空気によって吸収されるエネルギー量を少なく
することができる。このため、廃棄物の部分的燃焼によ
り発生する熱エネルギーのうちの多くが該廃棄物の他の
部分（燃焼部分以外の部分）の乾留に供されることとな
る。さらに燃焼器にあっては、前記可燃性ガスの燃焼に
より発生する熱エネルギーのうち、該燃焼器に供給され
る酸素によって吸収されるエネルギー量が少なくなる。
このため、燃焼器内の温度を高温に維持するために要す
る可燃性ガスの量が少なくて済む。

【００１７】この結果、ガス化炉内の廃棄物の総量や、
燃焼部分を比較的少ないものとしつつ、燃焼器内の温度
をほぼ前記所定温度に維持させ得る量の可燃性ガスを比
較的長い時間にわたって継続することが可能となる。換
言すれば、燃焼器内の温度を、比較的長い時間にわたっ
て、前記第１の所定温度でほぼ一定に維持することが可
能となる。ひいてはそのような比較的長い時間にわたっ
て、安定して可燃性ガスをガス化炉で発生させることが
できる。これにより、比較的小型なガス化炉を使用しつ
つ、比較的に長時間にわたって、内燃機関に十分な量の
可燃性ガスを安定に供給することができ、該内燃機関の
稼動効率を高めることができる。

【００１８】また、ガス化炉に供給する酸素や、ガス化
炉の空冷用の空気、燃焼器に供給する酸素を前記燃焼器
における可燃性ガスの燃焼後の廃ガスにより加熱するこ
とで、前記酸素等を加熱する専用的な加熱源を必要とす
ることなく、燃焼器における可燃性ガスの燃焼により発
生する熱エネルギーを有効に活用することができる。

【００１９】尚、本発明では、前記燃焼器は、ガス化炉
で発生する可燃性ガスの全てを燃焼させるためのもので
はなく、基本的には、ガス化炉での可燃性ガスの発生状
態をコントロールするためにガス化炉内で発生する可燃
性ガスの一部を燃焼させるものである。従って、前記燃
焼器は、本願出願人が特開平２−１３５２８０号公報等
に先に開示した装置の燃焼炉のような比較的大きなもの
を使用する必要はなく、可燃性ガスを前記第１の所定温
度で燃焼させ得る程度の容量を有するものであればよ
い。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図３
を参照して説明する。図１は本実施形態で用いる廃棄物
の乾留ガス化焼却処理装置のシステム構成図、図２は図
１の装置が備える気液分離装置の横断面図、図３は図１
の装置のガス化炉内の温度及び燃焼器内の温度の経時変
化を示すグラフである。

【００２１】本実施形態における廃棄物の乾留ガス化焼
却処理装置は、図１示のように、廃タイヤ等の廃棄物Ａ
を収容するガス化炉１と、このガス化炉にガス通路２を
介して接続された燃焼器３と、ガス化炉１で後述のよう
に発生する可燃性ガスを燃料として作動するエンジン４
（内燃機関）とを備える。

【００２２】ガス化炉１の上面部には、開閉自在な投入
扉５を備える投入口６が形成され、この投入口６から廃
棄物Ａをガス化炉１内に投入可能とされている。そし
て、ガス化炉１はその投入扉５を閉じた状態では、その
内部が実質的に外部と遮断される。

【００２３】ガス化炉１の外周部には、該ガス化炉１を
空冷する（ガス化炉１の過熱を防止する）ための空気が
供給されるエアジャケット７がガス化炉１の内部と隔離
されて形成されている。このエアジャケット７は、ガス
化炉１及び燃焼器３の外部の空気供給源としての送風フ
ァン８から導出された主空気供給路９に空冷空気供給路
１０を介して接続され、送風ファン８から主空気供給路
９に送り出される空気が空冷空気供給路１０を介して供
給される。

【００２４】尚、エアジャケット７に供給される空気
は、エアジャケット７の外壁に形成された図示しないエ
ア抜き孔を介して大気中に放出される。また、本実施形
態では、前記送風ファン８は、ガス化炉１の空冷用の空
気をエアジャケット７に供給するものであると同時に、
ガス化炉１における廃棄物Ａの部分的燃焼や燃焼器３に
おける後述の可燃性ガスの燃焼等に必要な燃焼用酸素
（詳しくは該酸素を含む空気）を供給する酸素供給源と
して機能するものでもある。

【００２５】ガス化炉１の下部は下方に突出した円錐台
形状に形成され、その円錐台形状の下部の外周部には、
ガス化炉１の内部及び前記エアジャケット７と隔離され
た空室１１が形成されている。この空室１１は、ガス化
炉１内の廃棄物Ａの部分的燃焼に必要な酸素（空気）を
ガス化炉１内に供給するためのものであり、ガス化炉１
の内壁部に設けられた複数の給気ノズル１２を介してガ
ス化炉１の内部に連通している。

【００２６】上記空室１１には、前記主空気供給路９か
ら分岐された第１酸素供給路１３が接続され、送風ファ
ン８から主空気供給路９に送出される酸素（空気）が該
第１酸素供給路１３を介して供給される。該第１酸素供
給路１３には、空室１１への空気供給量（酸素供給量）
を制御するための制御弁１４が設けられ、該制御弁１４
は弁駆動器１５によりその開度が調整される。そして、
弁駆動器１５は、ＣＰＵ等を含む電子回路により構成さ
れた制御装置１６により制御される。

【００２７】ガス化炉１の下側部には、前記制御装置１
６による作動制御によってガス化炉１に収容された廃棄
物Ａに着火するための着火装置１７が取付けられてい
る。この着火装置１７は、点火バーナ等により構成さ
れ、灯油等の助燃油が貯留されている燃料供給装置１８
から燃料供給路１９を介して供給される燃料を燃焼させ
ることにより、ガス化炉１内の廃棄物Ａに燃焼炎を供給
する。尚、着火装置１７における燃料の燃焼に必要な酸
素（空気）は、前記主空気供給路９から分岐された第２
酸素供給路２０を介して送風ファン８より供給される。

【００２８】燃焼器３は、廃棄物Ａの乾留により生じる
可燃性ガスとその完全燃焼に必要な酸素（空気）とを混
合するバーナ部２１と、酸素と混合された可燃性ガスを
燃焼せしめる燃焼部２２とからなり、燃焼部２２はバー
ナ部２１の先端側で該バーナ部２１に連通している。バ
ーナ部２１の後端部には、ガス通路２が接続され、ガス
化炉１における廃棄物Ａの乾留により生じた可燃性ガス
がガス通路２を介してバーナ部２１に導入される。

【００２９】バーナ部２１の外周部には、その内部と隔
離された空室２３が形成されている。この空室２３は、
可燃性ガスと混合する酸素（空気）をバーナ部２１内に
供給するためのものであり、バーナ部２１の内周部に穿
設された複数のノズル孔２４を介してバーナ部２１の内
部に連通している。そして、この空室２３には、前記主
空気供給路９から分岐された第３酸素供給路２５が接続
され、送風ファン８から主空気供給路９に送出される酸
素（空気）が該第３酸素供給路２５を介して供給され
る。

【００３０】また、該第３酸素供給路２５には、空室２
３への酸素供給量（空気供給量）を制御するための制御
弁２６が設けられ、該制御弁２６は、ガス化炉１側の前
記制御弁１４と同様、前記制御装置１６により制御され
る弁駆動器２７により開度が調整される。

【００３１】バーナ部２１の後端部には、前記燃料供給
装置１８から燃料供給路１９を介して供給される助燃油
を燃焼させる燃焼装置２８が取付けられている。該燃焼
装置２８は、点火バーナ等により構成され、前記制御装
置１６による作動制御によって、燃焼器３内の暖気等の
ために必要に応じて前記助燃油を前記可燃性ガスと共に
燃焼させるものである。また、燃焼装置２８はバーナ部
２１に導入された可燃性ガスに着火する場合にも用いら
れる。尚、燃焼装置２８における燃料の燃焼に必要な酸
素（空気）は、前記主空気供給路９から分岐された第４
酸素供給路２９を介して送風ファン８より供給される。

【００３２】燃焼部２２の上端側には、燃焼部２２での
可燃性ガスの完全燃焼により生成される廃ガスを排出す
るダクト３０が接続されており、このダクト３０には、
その内部に前記主空気供給路９を配設してなる熱交換器
３１が設けられている。この熱交換器３１は、ダクト３
０内を流通する前記廃ガスと主空気供給路９を流通する
空気との間で熱交換を行うことにより、該空気を加熱す
る。

【００３３】尚、ダクト３０は、熱交換器３１の下流側
では、図示を省略する塵埃除去装置や、冷却器、吸引フ
ァン等を介して煙突に接続され、該煙突を介して廃ガス
を大気中に放出する。

【００３４】また、本実施形態の装置では、前記ガス化
炉１の上部には、ガス化炉内の温度Ｔ₁を検知する温度
センサ３３が取着されている。さらに、燃焼器３には、
燃焼器３内の温度Ｔ₂を検知する温度センサ３４がバー
ナ部２１の先端側に臨ませて取着されている。これらの
温度センサ３３，３４の検知信号は、制御装置１６に入
力される。

【００３５】また、廃棄物Ａの乾留により発生する可燃
性ガスを前記ガス化炉１からエンジン４に可燃性ガスを
供給するためのガス供給路３５がガス化炉１から導出さ
れている。そして、このガス供給路３５には、その上流
側（ガス化炉１側）から順に、開閉弁３６、冷却器３
７、集塵器３８、並びに二基の気液分離装置３９，３９
が介装されている。

【００３６】開閉弁３６は、前記制御装置１６により制
御される弁駆動器４０により開閉されるものである。

【００３７】冷却器３７は、これに導入される可燃性ガ
スと大気との熱交換により該可燃性ガスを空冷するもの
である。

【００３８】集塵器３８は、可燃性ガスが導入されるケ
ーシング４１内にフィルタ４２を内蔵しており、このフ
ィルタ４２により可燃性ガスに混入している塵や埃を除
去するものである。

【００３９】また、各気液分離装置３９は、エンジン４
にガス成分のみを供給するために可燃性ガスから、ター
ルや木酢等の液体成分を除去するものである。この場
合、各気液分離装置３９は、サイクロン式のものであ
り、図２の横断面図に示すように可燃性ガスの導入口４
３が円筒状のケーシング４４の内周面の接線方向に向け
られており、導入口４３からケーシング４４内に流入す
る可燃性ガスをケーシング４４の内周面沿いに還流させ
渦流化する。そして、この渦流によって、可燃性ガスか
ら液体成分を分離するようにしている。尚、図２で参照
符号４５を付したものは、可燃性ガスの導出管で、この
導出管４５は、図1示のようにケーシング４４の内部か
ら上方に突出されている。

【００４０】尚、冷却器３７、集塵器３８、及び各気液
分離装置３９，３９の下端部には、それらの内部に溜ま
るタールや木酢等の液体成分を排出するための廃液路４
６がそれぞれ導出され、各廃液路４６の先端は、廃液回
収漕４７に至っている。そして、各廃液路４６には、そ
れを開閉するための開閉弁４８が設けられている。

【００４１】前記二基の気液分離装置３９，３９の下流
側にあっては、前記ガス供給路３５は、可燃性ガスと空
気との混合気を生成してエンジン４に供給する混合気供
給器４９に接続されると共に、混合気供給器４９の上流
側で該ガス供給路３５から分岐されたガス吸引路５０を
介して吸引ファン５１に接続されている。この吸引ファ
ン５１は、エンジン４に後述するように可燃性ガスを供
給するときに、前記ガス供給路３５や冷却器３７、集塵
器３８、気液分離装置３９等の内部に存在する空気を吸
引して、それらの内部から該空気を除去しつつ、それら
の内部に可燃性ガスを導入するためのものである。そし
て、ガス吸引路５０には、開閉弁５２が設けられ、該開
閉弁５２は、前記制御装置１６により制御される弁駆動
器５３によって開閉される。

【００４２】前記混合気供給器４９は、ガス供給路３５
から与えられる可燃性ガスと空気（大気中の空気）とを
混合する混合器（ミキサー）５４を備え、この混合器５
４にガス供給路３５から主ガス弁５５を介して可燃性ガ
スを供給すると共に、エア弁５６を介して大気中の空気
を供給するようにしている。そして、混合器５４で生成
される混合気をスロットル弁５７を介してエンジン４に
供給するようにしている。さらに、該混合気供給器４９
は、スロットル弁５７の下流側で、該スロットル弁５７
を通過した混合気に必要に応じて可燃性ガスを添加する
ための副ガス弁５８を備えている。

【００４３】尚、前記主ガス弁５５、エア弁５６、スロ
ットル弁５７及び副ガス弁５８は、図示しないアクチュ
エータを介して前記制御装置１６により開度が制御され
るようになっている。

【００４４】また、本実施形態では、エンジン４の出力
軸４ａには、該出力軸４ａの回転駆動力により発電する
発電機５９が取付けられている。

【００４５】次に、本実施形態の装置による廃棄物の焼
却処理方法について、図１及び図３を参照しつつ説明す
る。まず、廃棄物の焼却処理に係る本実施形態の装置の
基本的作動を説明する。

【００４６】図１の装置により廃棄物Ａを焼却処理する
際には、まず、ガス化炉１の投入扉５を開き、投入口６
から廃棄物Ａをガス化炉１内に投入する。該廃棄物Ａ
は、例えば廃タイヤ等でよい。

【００４７】次いで、投入扉５を閉じてガス化炉１内を
密封状態とした後、制御装置１６により着火装置１７を
作動させることにより、廃棄物Ａの下層部分に着火し、
廃棄物Ａの部分的燃焼を開始する。廃棄物Ａの部分的燃
焼が始まると、温度センサ３３により検知されるガス化
炉１内の温度Ｔ₁が次第に上昇する。そして、その温度
Ｔ₁があらかじめ定めた所定の温度Ｔ_1A（図２参照）に
達すると、制御装置１６により前記着火が正常に行われ
たものと判断されて着火装置１７が停止される。

【００４８】この着火の際には、ガス化炉１の空室１１
に接続された第１酸素供給路１３の制御弁１４は、制御
装置１６により制御された弁駆動器１５によって、比較
的小さな所定の開度であらかじめ開弁されている。この
結果、着火装置１７による廃棄物Ａへの着火は、ガス化
炉１内に存在していた酸素と、送風ファン８から主空気
供給路９、第１酸素供給路１３及び空室１１を介してガ
ス化炉１内に供給される少量の酸素とを使用して行われ
る。

【００４９】前記着火により、ガス化炉１内の廃棄物Ａ
の下層部における部分的燃焼が始まると、その燃焼熱に
より該廃棄物Ａの上層部の乾留が始まり、該乾留により
発生した可燃性ガスが、ガス化炉１からガス通路２を介
して燃焼器３のバーナ部２１に導入される。前記着火
後、制御装置１６は、所定のプログラムに従って、前記
第１酸素供給路１３の制御弁１４の開度を段階的に徐々
に増大させていく。この結果、廃棄物Ａの下層部に、そ
の継続的な燃焼に必要十分な程度で酸素が供給され、廃
棄物Ａの下層部の燃焼が必要以上に拡大することなく安
定すると共に、廃棄物Ａの上層部の乾留も安定に行われ
るようになっていく。

【００５０】前記可燃性ガスが燃焼器３のバーナ部２１
に導入されるとき、燃焼器３の燃焼装置２８は、制御装
置１６により廃棄物Ａの着火に先立って作動されてお
り、前記助燃油の燃焼により燃焼器３内の温度Ｔ₂が８
５０℃以上の温度（例えば８７０℃）になるようにされ
ている。これは、可燃性ガスを８５０℃以上の温度環境
下で燃焼させると、ダイオキシン類の発生を防ぐことが
できるからである。

【００５１】また、可燃性ガスが燃焼器３のバーナ部２
１に導入されるとき、燃焼器３の空室２３に接続された
第３酸素供給路２５の制御弁２６は、制御装置１６によ
り制御された弁駆動器２７によって、あらかじめ所定の
開度で開弁されている。そして、バーナ部２１に導入さ
れた可燃性ガスは、バーナ部２１内で第３酸素供給路２
５から空室２３を介して供給される酸素と混合され、燃
焼装置２８から供給される燃焼炎により着火される。こ
れにより、燃焼器３の燃焼部２２における可燃性ガスの
燃焼が開始される。

【００５２】燃焼器３における可燃性ガスの燃焼が開始
された時点では、前記乾留による可燃性ガスの発生は不
安定であり、該可燃性ガスが燃焼器３に安定して供給さ
れないこともあるが、前記のようにガス化炉１内におけ
る乾留が安定化するに従って前記可燃性ガスが連続的に
発生するようになる。そして、その発生量も増加し、燃
焼器３における可燃性ガス自体の燃焼温度ｔ₂は図３に
仮想線で示すように次第に上昇していく。そこで、制御
装置１６は、燃焼装置２８による助燃油の燃焼と可燃性
ガス自体の燃焼とにより、温度センサ３４で検知される
燃焼器３内の温度Ｔ₂が８５０℃以上の温度に保たれる
ように燃焼装置２８の火力を調整する。この火力の調整
は、例えば、燃料供給路１９から供給される燃料の量を
調整する比例弁（図示しない）を燃焼装置２８内に設
け、温度センサ３４で検知される燃焼器３内の温度Ｔ₂
に応じて前記比例弁の開度をフィードバック制御するこ
とによりなされる。

【００５３】可燃性ガスの発生量が前記のように増加
し、燃焼器３内における可燃性ガス自体の燃焼温度ｔ₂
が８５０℃以上の温度に達すると、前記制御装置１６に
よる燃層装置２８の火力の調整の結果として、燃焼装置
２８は自動的に停止される。この後は、可燃性ガスの自
発的な燃焼のみが行われ、可燃性ガス自体の燃焼温度ｔ
₂が温度センサ３４で検知される燃焼器３内の温度Ｔ₂に
一致するようになる。

【００５４】燃焼器３内で可燃性ガスの自発的な燃焼が
行われるようになると、制御装置１６は、燃焼器３内の
温度Ｔ₂をあらかじめ設定された温度Ｔ_2A（図２参照）
に維持するように、前記ガス化炉１への酸素供給量（空
気供給量）と燃焼器３への酸素供給量（空気供給量）と
を制御する。この場合、上記温度Ｔ_2Aは、例えば１１０
０℃である。

【００５５】燃焼器３内の温度Ｔ₂を上記設定温度Ｔ_2A
に維持するためのガス化炉１及び燃焼器３への酸素供給
量の制御は次のように行われる。

【００５６】すなわち、制御装置１６は、温度センサ３
４が検知する燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2A
よりも低い場合には、ガス化炉１側の前記制御弁１４の
開度を弁駆動器１５を介して増加させ、ガス化炉１への
酸素供給量を増加させる。これにより、ガス化炉１にお
ける廃棄物Ａの下層部の燃焼部分を増加させて、他の部
分（上層部）の乾留を促進し、可燃性ガスの発生量、ひ
いては燃焼器３への可燃性ガスの導入量を増加させる。
また、燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ₂ _Aよりも
高くなると、前記制御弁１４の開度を減少させ、ガス化
炉１への酸素供給量を減少させる。これにより、ガス化
炉１における廃棄物Ａの下層部の燃焼部分を減少させ
て、他の部分（上層部）の乾留を抑制し、可燃性ガスの
発生量（燃焼器３への導入量）を減少させる。このよう
に、ガス化炉１への酸素供給量を制御することによっ
て、ガス化炉１における可燃性ガスの発生量（燃焼器３
への可燃性ガスの導入量）は、燃焼器３内の温度Ｔ₂を
前記設定温度Ｔ_2Aに維持し得るような量に自動的に調整
される。

【００５７】同時に、制御装置１６は、燃焼器３内の温
度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2Aに上昇するまでは、燃焼器３
側の前記制御弁２６の開度を弁駆動器２７を介して増加
させていき、燃焼器３への酸素供給量を増加させてい
く。そして、燃焼器３内の温度Ｔ₂が設定温度Ｔ_2Aに達
した後は、燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2Aよ
りも低くなると、制御弁２6の開度を減少させ、燃焼器
３への酸素供給量を減少させる。また、燃焼器３内の温
度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2Aよりも高くなると、制御弁２6
の開度を増加させ、燃焼器３への酸素供給量を増加させ
る。このように、燃焼器３への酸素供給量を制御するこ
とによって、ガス化炉１から燃焼器３に導入される可燃
性ガスの量に整合した量の酸素、すなわち該可燃性ガス
を良好に完全燃焼するのに必要十分な量の酸素が燃焼器
３に供給されて該可燃性ガスと混合される。このため、
該可燃性ガスが燃焼器３の燃焼部２２で良好に完全燃焼
する。

【００５８】以上のようなガス化炉１及び燃焼器３への
酸素供給量の制御によって、燃焼器３内の温度は、前記
設定温度Ｔ_2Aに維持されるようになる。

【００５９】尚、燃焼器３内の温度Ｔ₂が設定温度Ｔ_2A
に維持されるような状態では、前記ガス化炉１のエアジ
ャケット７やガス化炉１の内部等には、ほぼ一定温度に
暖められた空気が供給されるのであるが、これについて
は後述する。また、燃焼器３内の温度Ｔ₂が設定温度Ｔ
_2Aに維持されるような状態では、ガス化炉１で発生した
可燃性ガスが燃焼器３だけでなく、エンジン４にも供給
され、該エンジン４の運転が行われるのであるがこれに
ついても後述する。

【００６０】また、図3を参照して、温度センサ３３に
より検知されるガス化炉１内の温度Ｔ₁は、燃焼装置２
８の作動中、前記廃棄物Ａに着火された直後には廃棄物
Ａの下層部の部分的燃焼に従って上昇するが、その後、
廃棄物Ａの下層部の燃焼熱が上層部の乾留のために消費
されることにより、一旦下降する。そして、燃焼装置２
８が停止されて、前記可燃性ガスの自発的な燃焼のみが
行われるようになり、前記乾留が定常的に安定に進行す
る段階（図３に乾留安定段階として示す）に入ると、ガ
ス化炉１内の温度Ｔ₁は、前記乾留の進行に伴って次第
に上昇する。

【００６１】次に、前記ガス化炉１での廃棄物Ａの乾留
が進行して、廃棄物Ａの乾留し得る部分が乏しくなって
くると、燃焼器３内の温度Ｔ₂を設定温度Ｔ_2Aに維持す
べく前記第１酸素供給路１３の制御弁１４の開度を調整
して、ガス化炉１内への酸素供給量を増加させても、燃
焼器３内の温度Ｔ₂を設定温度Ｔ_2Aに維持するために必
要な量の可燃性ガスを発生させることができなくなる。
従って、このようになると、ガス化炉１から燃焼器３に
導入される可燃性ガスの量が減少していく。

【００６２】このように燃焼器３に導入される可燃性ガ
スの量が次第に減少すると、図３に示すように燃焼器３
内の温度Ｔ₂は前記設定温度Ｔ_2Aから下降していく。そ
して、やがて、可燃性ガス自体の燃焼温度ｔ₂も図３に
仮想線で示すように、可燃性ガスの燃焼熱のみでは、燃
焼器３内の温度Ｔ₂を８５０℃以上の温度に維持するこ
とができなくなる。

【００６３】そこで、本実施形態では、温度センサ３４
で検知される燃焼器３内の温度Ｔ₂を８５０℃以上の以
上の温度に維持することができなくなったならば、制御
装置１６は再び前記燃焼装置２８を作動させて助燃油の
燃焼を開始し、燃焼器３内の温度Ｔ₂を８５０℃以上の
温度に維持するようにする。尚、燃焼装置２８の燃焼
は、燃焼器３内の温度Ｔ₂が設定温度Ｔ_2Aから低下する
ことを開始してから、８５０℃未満に下降するような所
定時間後に開始するようにしてもよい。

【００６４】このとき、ガス化炉１では、廃棄物Ａの乾
留し得る部分が無くなり、廃棄物Ａが直燃状態となるた
め、温度センサ３３により検知されるガス化炉１内の温
度Ｔ ₁は図３に示す如く上昇が一旦急になるが、廃棄物
Ａの可燃部分が無くなると下降に転じ、廃棄物Ａの灰化
と共に、次第に低下していく（図３に灰化段階として示
す）。そして、本実施形態では、ガス化炉１内の温度Ｔ
₁が、ダイオキシン類が生成される虞のない程度に低い
所定の温度Ｔ_1B（例えば２００℃以下の温度）まで低下
したときには、燃焼器３内の温度Ｔ₂を８５０℃以上に
維持する必要がなくなるので、制御装置１６は、燃焼装
置２８を停止させる。この結果、温度センサ３４により
検知される燃焼器３内の温度Ｔ₂も次第に低下してい
く。

【００６５】尚、最終的にガス化炉１における廃棄物Ａ
の灰化が完了すると、その灰化物がガス化炉１の図示し
ない灰出口から取り出される。

【００６６】次に、前記可燃性ガスによるエンジン４の
運転について説明する。

【００６７】前述したような燃焼器３における可燃性ガ
スの燃焼開始後、温度センサ３４で検知される燃焼器３
内の温度Ｔ₂が、前記可燃性ガスの自発的燃焼が可能な
温度で前記設定温度Ｔ_2Aよりも若干低い値にあらかじめ
定めた所定温度Ｔ_2B（図３参照）まで上昇すると、制御
装置１６は、前記ガス供給路３５の開閉弁３６を弁駆動
器４０を介して開弁せしめ、その開弁状態を維持する。
また、制御装置１６は、前記吸引ファン５１を作動させ
つつ前記ガス吸引路５０の開閉弁５２を弁駆動器５３を
介して開弁せしめ、その開弁状態を所定時間だけ保持す
る。

【００６８】これにより、ガス化炉１から前記可燃性ガ
スがガス供給路３５に導入されて、ガス供給路３５や冷
却器３７、集塵器３８、気液分離装置３９の内部に可燃
性ガスが充填されると共に、それらの内部に存在してい
た空気が吸引ファン５１を介して大気中に排出される。
ここで、前記ガス吸引路５０の開閉弁５２を開弁状態に
保持する前記所定時間は、ガス供給路３５や冷却器３
７、集塵器３８、気液分離装置３９の内部に可燃性ガス
を充填するのに要する時間で、実験等を通じてあらかじ
め設定されたものである。

【００６９】次いで、上記所定時間が経過してガス吸引
路５０の開閉弁５２を閉弁させた後、制御装置１６は、
前記混合気供給器４９の各弁５５〜５８を図示しないア
クチュエータを介して所定の開度に制御すると共に、エ
ンジン４の出力軸４ａを図示しないスタータモータによ
り回転駆動する。これにより、混合気供給器４９にガス
供給路３５から可燃性ガスが吸入されて空気と混合さ
れ、エンジン４に供給される。そして、その混合気がエ
ンジン４内で燃焼することで、エンジン４が始動する。
この場合、この始動に際しては、例えば主ガス弁５５、
副ガス弁５８及びエア弁５６をあらかじめ定めた所定の
開度とし、前記スロットル弁５７を全閉状態から徐々に
開いていくことで、エンジン４を円滑に始動することが
できる。

【００７０】このようにしてエンジン４が始動した後
は、ガス化炉１からガス供給路３５及び混合気供給器４
９を介して連続的に可燃性ガスがエンジン４にその燃料
として供給され、該エンジン４の連続的な運転が開始す
る。同時に、該エンジン４の駆動力によって、発電機５
９が駆動され、該発電機５９の発電が開始される。そし
て、制御装置１６は、発電機５９の所要の発電電力が得
られるように、混合気供給器４９の各弁５５〜５８の開
度を制御して、エンジン４の駆動力を制御する。

【００７１】尚、発電機５９の発電電力は、図示しない
電気的負荷や蓄電器に供給される。

【００７２】上記のように、エンジン４にガス化炉１か
ら供給される可燃性ガスは、前記ガス供給路３５を流通
する過程で前記冷却器３７により冷却された後、前記集
塵器３８により塵や埃等が除去される。さらに一対の気
液分離装置３９，３９によりタールや木酢等の液体成分
が除去された後、混合気供給器４９を介してエンジン４
に供給される。このため、エンジン４に供給される可燃
性ガスは良質の燃料となり、該エンジン４の運転を良好
に行うことができる。

【００７３】また、エンジン４への可燃性ガスの供給
は、燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2Aにほぼ一
定に維持されるような状況、すなわち、ガス化炉１にお
ける廃棄物Ａの乾留が安定して行われ、可燃性ガスが円
滑に発生するような状況で行われるので、エンジン４の
運転に必要な量の可燃性ガスを継続的にエンジン４に供
給することができる。このため、エンジン４の運転を継
続的に安定して行うことができ、ひいては、発電機５９
による発電も継続的に安定して行うことができる。換言
すれば、エンジン４の出力を継続的に安定して取り出す
ことができることとなる。

【００７４】次に、前述のようにガス化炉１における廃
棄物Ａの乾留が進行して、廃棄物Ａの乾留し得る部分が
少なくなり、燃焼器３内の温度Ｔ₂を前記設定温度Ｔ_2A
に維持することができなくなるようになると、エンジン
４に安定して可燃性ガスを供給し続けることが困難とな
る。そこで、制御装置１６は、燃焼器３内の温度Ｔ₂が
設定温度Ｔ_2Aよりも若干低い前記所定温度Ｔ_2Bまで低下
すると、前記ガス供給路３５の開閉弁３６を弁駆動器４
０を介して閉弁せしめる。これにより、エンジン４への
可燃性ガスの供給を停止して、エンジン４及び発電機５
９の運転を停止する。このようにして、エンジン４への
可燃性ガスの供給及び該エンジン４の運転は、ガス化炉
１における廃棄物Ａの乾留及び可燃性ガスの発生が安定
して行われる期間においてのみ行われる。これにより、
前述の通り、エンジン４の運転を安定して継続的に行う
ことができる。

【００７５】尚、本実施形態の装置の運転停止後（ガス
化炉１における廃棄物Ａの灰化完了後）には、冷却器３
７、集塵器３８、各気液分離装置３９から導出されてい
る前記各廃液路４６の開閉弁４８を開弁することで、こ
れらの機器内に溜まっているタールや木酢等の液体が廃
液回収漕４７に排出されて回収される。

【００７６】ところで、本実施形態では前記エンジン４
の運転は、燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ_2Aに
ほぼ維持された状態で行うため、エンジン４の稼動効率
を高める上では、燃焼器３内の温度Ｔ₂が前記設定温度
Ｔ_2Aに維持される時間ができるだけ長いことが望まし
い。換言すれば、ガス化炉１における廃棄物Ａの乾留が
安定して行われるような状態をできるだけ長い時間にわ
たって継続的に維持させることが望ましい。

【００７７】このために、本実施形態では、前記ガス化
炉１の空冷用のエアジャケット７やガス化炉１の内部、
燃焼器３のバーナ部２１に供給する空気を燃焼器３での
可燃性ガスの燃焼により生成される廃ガスの熱を利用し
て加熱している。

【００７８】すなわち、送風ファン８から主空気供給路
９に送り出される空気（これは本実施形態では常温空気
である）は、燃焼器３の廃ガスが供給される前記熱交換
器３１を流通するため、燃焼器３の燃焼中は、上記空気
（酸素を含む）が熱交換器３１を流通する過程で、廃ガ
スとの熱交換によって暖められる。この場合、可燃性ガ
スの燃焼によって燃焼器３の温度Ｔ₂が前記設定温度Ｔ
_2Aに維持されるような状態では、上記空気は、熱交換器
３１の出口部分において、例えば１００℃程度の温度に
暖められる。

【００７９】そして、このように暖められた空気が前記
主空気供給路９から、ガス化炉１のエアジャケット７や
ガス化炉１の内部、燃焼器３のバーナ部２１に供給され
る。

【００８０】このため、ガス化炉１にあっては、前記乾
留時の廃棄物Ａの部分的燃焼により発生する熱エネルギ
ーのうち、エアジャケット７に供給される空気や、ガス
化炉１内に上記部分的燃焼のために供給される空気（酸
素）に吸収されるエネルギー量が少なくて済む。この結
果、ガス化炉１における廃棄物Ａの部分的燃焼による熱
エネルギーの多くが該廃棄物Ａの他の部分の乾留に使用
されることとなり、廃棄物Ａの燃焼部分を少ないものと
しながら、他の多くの部分を十分に乾留することができ
ることとなる。従って、燃焼器３内の温度Ｔ₂を前記設
定温度Ｔ_2Aに維持し得るような量の可燃性ガスを比較的
長い時間にわたって継続的に発生させることができる。

【００８１】尚、ガス化炉１内の温度Ｔ₁は、廃棄物Ａ
の乾留中、エアジャケット７に供給される空気よりも高
い温度に上昇するので、該空気によって、ガス化炉１の
炉体の過熱を十分に防止することができる。

【００８２】また、燃焼器３にあっても、前記のように
暖められた空気（酸素）がバーナ部２１に供給されて可
燃性ガスと混合されるので、該可燃性ガスの燃焼により
生じる熱エネルギーのうち、バーナ部２１に供給される
空気によって吸収される量が少なくて済む。その結果、
燃焼器３内の温度Ｔ₂を前記設定温度Ｔ_2Aに維持するた
めに要する可燃性ガスの量が少なくて済む。

【００８３】このようなことから、本実施形態の装置で
は、ガス化炉１の容量やこれに収容する廃棄物Ａの量を
特別に多くしたりすることなく、燃焼器３内の温度Ｔ₂
を設定温度Ｔ_2Aにほぼ一定に維持し得る時間を比較的長
いものとすることができる。その結果、エンジン４に可
燃性ガスを供給しつつ該エンジン４の運転を行う時間を
長くすることができ、該エンジン４の稼動効率を高める
ことができる。

【００８４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ガス化炉１で廃棄物Ａの乾留により発生する可燃性
ガスを燃料として、エンジン４を継続的に安定して運転
することができ、エンジン４の駆動力を効果的に活用す
ることができる。そして、ガス化炉１がさほど大容量の
ものでなくても、エンジン４を比較的長い時間、継続的
に安定して運転することができるので、該エンジン４の
稼動効率を高めることができると共に、本実施形態の装
置のエネルギー効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で用いる廃棄物の乾留ガス
化焼却処理装置のシステム構成図。

【図２】図１の装置に備える気液分離装置の横断面図。

【図３】図１の装置のガス化炉内の温度及び燃焼器内の
温度の経時変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１…ガス化炉、３…燃焼器、４…エンジン、Ａ…廃棄
物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス化炉に収容した廃棄物の一部を燃焼さ
せつつ、その燃焼熱により該廃棄物の他の部分を乾留す
る工程と、該乾留により発生する可燃性ガスを前記ガス
化炉から燃焼器に導入して燃焼させる工程と、前記燃焼
器に導入される可燃性ガスの量に応じてその燃焼に要す
る酸素を該燃焼器に供給して該可燃性ガスを燃焼させる
と共に、前記燃焼器内の温度があらかじめ設定した第１
の所定温度に維持されるように該燃焼器内の温度変化に
応じて前記ガス化炉に供給する酸素量を制御して、前記
乾留により発生する可燃性ガスの量を調整する工程と、
前記燃焼器における可燃性ガスの燃焼中に前記ガス化炉
で発生した可燃性ガスを内燃機関にその燃料として供給
し、該内燃機関を運転させる工程とから成ることを特徴
とする廃棄物の焼却処理方法。
【請求項２】前記内燃機関への前記可燃性ガスの供給
は、前記燃焼器内の温度が前記所定温度の近傍温度で該
所定温度よりも低い温度にあらかじめ定めた第２の所定
温度に達してから開始し、該燃焼器内の温度が前記第２
の所定温度以下に低下したときに終了することを特徴と
する請求項１記載の廃棄物の焼却処理方法。
【請求項３】前記ガス化炉に供給する酸素を、前記燃焼
器における前記可燃性ガスの燃焼後の廃ガスとの熱交換
により加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項１
又は２記載の廃棄物の焼却処理方法。
【請求項４】前記ガス化炉は空冷式のガス化炉であり、
該ガス化炉にその空冷のために供給する空気を、前記燃
焼器における前記可燃性ガスの燃焼後の廃ガスとの熱交
換により加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の廃棄物の焼却処理方法。
【請求項５】前記燃焼器に供給する酸素を、該燃焼器に
おける前記可燃性ガスの燃焼後の廃ガスとの熱交換によ
り加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項に記載の廃棄物の焼却処理方法。