JP2001208318A - Gasification melting furnace for waste and therefor - Google Patents

Gasification melting furnace for waste and therefor

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JP2001208318A JP2000343706A JP2000343706A JP2001208318A JP 2001208318 A JP2001208318 A JP 2001208318A JP 2000343706 A JP2000343706 A JP 2000343706A JP 2000343706 A JP2000343706 A JP 2000343706A JP 2001208318 A JP2001208318 A JP 2001208318A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasification melting furnace and method that allows waste to be subjected to gasification for melting, and collect fuel gas, molten slag, molten metal, or heavy metal with a low boiling point. SOLUTION: In the gasification melting furnace and the gasification melting method using the gasification melting furnace, a waste-loading port 11-1 for loading waste, and a gas discharge port 3-1 for discharging gas to be generated are provided at an upper part, a discharge port 9 for discharging the molten slag and molten metal is provided at a lower part, ports 5-1 to 5-3 being divided into a plurality of stages (normally, three stages) are provided in a height direction that can independently blow a burning-supporting gas and auxiliary fuel on a furnace wall. In addition, a means 17 for measuring the level of the loaded waste, means 20 and 21 for measuring temperature in the furnace, and an upward-blowing lance 24, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物および
産業廃棄物(以下、これらを区別せず、単に廃棄物とも
いう)に含まれる有機物をガス化して燃料として使用で
きるガス(以下、エネルギーガスという)を回収し、ま
たは、さらに、これら廃棄物に含まれる低沸点重金属類
をダストとして回収するとともに、これら廃棄物に含ま
れる灰分と有価金属類(以下、単に金属類ともいう)を
それぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する廃棄物の
ガス化溶融炉およびガス化溶融方法に関する。
The present invention relates to a gas (hereinafter referred to as energy) which can be used as a fuel by gasifying organic substances contained in general waste and industrial waste (hereinafter simply referred to as waste). Gas) or low-boiling heavy metals contained in these wastes as dust, and ash and valuable metals (hereinafter also simply referred to as metals) contained in these wastes, respectively. The present invention relates to a gasification and melting furnace and a gasification and melting method for waste collected as molten slag and molten metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ごみを主体とする一般廃棄物、およ
び廃棄された自動車や家電製品のシュレッダーダストを
主体とする産業廃棄物の処理方法として、埋立て処分な
いしは焼却後埋立て処分する方法が採られている。しか
し、最近の埋立て処分地の確保が極めて困難であるとい
う逼迫した状況の下にあって、これまで一般的に採用さ
れている焼却方式が見直されてきている。
2. Description of the Related Art As a method of treating general waste mainly composed of municipal waste and industrial waste mainly composed of shredder dust of discarded automobiles and home electric appliances, a method of landfill disposal or landfill disposal after incineration is known. Has been adopted. However, given the recent tight situation that it is extremely difficult to secure landfill sites, the incineration method generally used so far has been reviewed.

【0003】また、廃棄物をそのまま埋立て処分ないし
は焼却後埋立て処分するのではなく、一旦減容固形化し
た廃棄物、すなわち、一般的にRDF(Refuse Derived
Fuel :廃棄物に由来する燃料を意味する)と呼ばれる
固形燃料にした後、焼却する方法も開発され、一部では
実用化されている。この方式による廃棄物処理システム
としては、例えば、(株)日本リサイクルマネジメント
によるTC−システム、(株)荏原製作所によるJ−カ
トレルシステム、あるいは三重県におけるリサイクルエ
ネルギーセンター構想等があげられる(第6回「ごみ固
形燃料化技術に関するセミナー」講演要旨集、平成8年
6月28日(環境計画センター))。
Further, instead of directly discarding the waste or landfilling it after incineration, the waste once reduced in volume and solidified, that is, RDF (Refuse Derived) is generally used.
Fuel is a solid fuel called waste-derived fuel) and then incinerated, and some have been put to practical use. Examples of the waste treatment system using this method include a TC-system by Japan Recycling Management Co., Ltd., a J-Catrel system by Ebara Corporation, and a recycling energy center concept in Mie Prefecture (No. 6). Of the seminar “Seminar on Solid Waste Fuel Technology”, June 28, 1996 (Environmental Planning Center).

【0004】一方、有限資源愛護の見地からみると、こ
れら廃棄物あるいはRDFを単に焼却するのではなく、
再生利用可能なものは資源(有用物質)あるいはエネル
ギー(熱エネルギー)として回収することが望ましい。
現在、実用化されている例として次のようなものがあげ
られる。 1.物質回収 金属(アルミ缶、スチール缶など)の分別回収 プラスチック(PETボトルなど)の分別回収 古紙(新聞紙など)の分別回収 2.物質転換回収 プラスチックの熱分解油化による燃料油としての回収 プラスチックの熱分解ガス化による燃料ガスとしての
回収 3.熱エネルギー回収 廃棄物焼却時の蒸気回収 上記の1は廃棄物に至る手前の事前処理方法であるた
め、分別後の廃棄物からの有用物質の回収は上記の2あ
るいは3の手段に頼らざるをえない。特に最近は、生活
様式の変化(多様化)によって、一般廃棄物および産業
廃棄物には様々な物質が含まれるため、各種の廃棄物に
柔軟に対応することができ、かつ経済性のよいガス化方
式が脚光を浴びてきている。
On the other hand, from the standpoint of protecting limited resources, these wastes or RDF are not simply incinerated,
It is desirable to recover recyclable materials as resources (useful substances) or energy (heat energy).
The following are examples that are currently in practical use. 1. Material recovery Separation and recovery of metals (aluminum cans, steel cans, etc.) Separation and recovery of plastics (PET bottles, etc.) Separation and recovery of waste paper (newspaper, etc.) 2. Material conversion and recovery Recovery of plastics as fuel oil by pyrolysis oil recovery Recovery of plastics as fuel gas by pyrolysis gasification Thermal energy recovery Steam recovery at the time of waste incineration Since the above item 1 is a pre-treatment method before waste, the recovery of useful substances from waste after separation must rely on the above two or three means. I can't. In particular, recently, general waste and industrial waste contain various substances due to changes in lifestyle (diversification). Chemical systems are in the spotlight.

【0005】このガス化方式としては、次のようなもの
があげられる。 A.新日鐵のコークスベッド方式直接溶融システム (「鉄鋼界報」No.1674,1996.3.21
(日本鉄鋼連盟)、「燃料及燃焼」第61巻,第8号
(1994)572〜578頁、および特公平7−35
889号公報参照)溶融炉本体は単段羽口の竪型シャフ
ト炉であり、炉中央部から廃棄物とともにコークスと石
灰石が投入される。炉内は上部から予熱・乾燥帯(約3
00℃)、熱分解帯(300〜1000℃)および燃焼
・溶融帯(1700〜1800℃)に区分される。予熱
・乾燥帯では廃棄物が加熱され水分が蒸発する。乾燥さ
れた廃棄物は次第に降下し、熱分解帯に移行して有機物
はガス化する。この発生ガスは、炉上部から排出され、
後段の燃焼室で完全に燃焼し、廃熱ボイラー等の熱回収
システムにより熱エネルギーの回収が図られる。
[0005] The gasification system is as follows. A. Nippon Steel's coke bed type direct melting system (“Steel Industry Bulletin” No. 1674, 1996.3.21
(Japan Iron and Steel Federation), “Fuel and Combustion,” Vol. 61, No. 8, (1994), pp. 572-578, and Tokuhei 7-35
The main body of the melting furnace is a single-stage tuyere vertical shaft furnace, into which coke and limestone are charged together with waste from the center of the furnace. The furnace is preheated and dried from the top (about 3
00 ° C), thermal decomposition zone (300-1000 ° C) and combustion / melting zone (1700-1800 ° C). In the preheating / drying zone, waste is heated and moisture evaporates. The dried waste gradually descends and moves to the pyrolysis zone where the organic matter is gasified. This generated gas is discharged from the upper part of the furnace,
The fuel is completely burned in the latter combustion chamber, and heat energy is recovered by a heat recovery system such as a waste heat boiler.

【0006】一方、ガス化された残りの灰分と無機物は
コークスとともに燃焼・溶融帯に降下する。コークスは
羽口から供給される空気により燃焼し、その熱によって
灰分と無機物が完全に溶融する。溶融物は投入された石
灰石によって適度な粘度および塩基度に調整され、出湯
口から炉外へ排出される。
[0006] On the other hand, the remaining gasified ash and inorganic substances fall into the combustion / melting zone together with coke. The coke is burned by the air supplied from the tuyere, and the heat causes the ash and inorganic substances to completely melt. The melt is adjusted to an appropriate viscosity and basicity by the charged limestone, and discharged from the taphole to the outside of the furnace.

【0007】なお、コークスを節減するために、コーク
スと廃棄物の装入系統を別個にして排ガスの顕熱を廃棄
物の乾燥および予熱に利用し、炉の熱効率を上げる方法
が開示されている(前記特公平7−35889号公
報)。 B.NKKの高温ガス化直接溶融システム (「鉄鋼界報」No.1674,1996.3.21
(日本鉄鋼連盟))溶融炉本体は、高さ方向に3段階に
区分された羽口を有する竪型炉であり、1000℃程度
の高温に維持された廃棄物の乾留物で形成される流動層
に、コークス等の補助燃料とともに廃棄物が直接投入さ
れる。中段の羽口(2段羽口)から流動層内に送風する
ことにより、生成ガスの一部が燃焼して温度が維持され
る。
In order to reduce coke, a method is disclosed in which a separate charging system for coke and waste is used to utilize the sensible heat of exhaust gas for drying and preheating waste, thereby increasing the thermal efficiency of the furnace. (Japanese Patent Publication No. 7-35889). B. NKK high-temperature gasification direct melting system ("Steel Industry Report" No. 1674, 1996.3.21
(Japan Iron and Steel Federation)) The melting furnace body is a vertical furnace having tuyeres divided into three stages in the height direction, and the flow formed by the dry distillate of waste maintained at a high temperature of about 1000 ° C. Waste is directly injected into the formation along with auxiliary fuel such as coke. By blowing air from the middle tuyere (two-stage tuyere) into the fluidized bed, part of the generated gas is burned and the temperature is maintained.

【0008】不燃物を含む乾留物は、補助燃料とともに
炉下部の移動層に降下し、下段の羽口(主羽口)からの
酸素富化空気により高温燃焼・ガス化し、不燃物および
灰分が溶融、滴下して比重差によりメタルと分離され
る。一方、フリーボード下部に設置した羽口(3段羽
口)からの送風によりフリーボード温度が常に1000
℃以上に保たれ、タール分の発生、ダイオキシン類およ
びその前駆体の生成が防止される。 C.Thermoselect方式 (Thermoselect(1995.5.26),
PART1”Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste”)この方式で用いられる炉は、廃
棄物中の水分の蒸発と有機物の熱分解を行うプレス加圧
式管型熱分解器と、酸素による熱分解残渣(チャー)の
燃焼、灰の溶融およびガスの改質を行う燃焼溶融炉とが
一体に連結された熱分解溶融炉である。燃焼溶融炉の内
部では、まず、熱分解器からの有機物の分解ガスが炉の
中間部に導かれ、一方、チャーは炉底部に降下し、酸素
によって高温で燃焼して灰が溶融するとともに、炉上部
の高温雰囲気下で有機物分解ガスのCOおよびH2 への
転換(ガスの改質)が進行する。しかしながら、上記従
来の方式には次のような問題がある。すなわち、上記の
方式Aのシステムの竪型シャフト炉は高価なコークスを
必須とし、生成ガスを完全燃焼させるのでその顕熱しか
回収できない。また、この方式では、炉上部の予熱・乾
燥帯温度が約300℃程度であるので、充分分解しきれ
ないタール等の炭化水素やダイオキシン類が多量に炉外
に排出される。さらに、低沸点の重金属類が十分にガス
化されずに溶融スラグ中に残留するので、このスラグを
還元するためにコークスが必須となる。方式Bのシステ
ムの竪型炉も、方式Aの場合と同様に高価なコークスを
必須としている。これは、低沸点の重金属類が十分にガ
ス化されずに溶融スラグ中に残留するので、このスラグ
を還元するためである。さらに、フリーボードを常に1
000℃以上に保つために、大きなフリーボードを必要
とし、炉の大型化が避けられない。方式Cで用いられる
炉は、2つの反応器(炉)が一体に連結されているとは
いいながら、実際上は明らかに熱分解炉と燃焼溶融炉の
2炉に分離されている。したがって、構造的に複雑であ
り、設備コストが高くなる。また、熱分解炉は燃焼溶融
炉とは分離された間接加熱型の炉であるため、燃焼溶融
炉の排ガス顕熱が充分利用されない。
[0008] The dry distillate containing incombustibles descends to the moving bed at the lower part of the furnace together with the auxiliary fuel, and is burned and gasified at high temperature by oxygen-enriched air from the lower tuyere (main tuyere). It is melted, dropped and separated from metal by the difference in specific gravity. On the other hand, the freeboard temperature is always 1000 by the air blown from the tuyere (three-stage tuyere) installed under the freeboard.
The temperature is maintained at not less than ° C., thereby preventing the generation of tar components and the production of dioxins and their precursors. C. Thermoselect method (Thermoselect (1995.5.26),
PART1 "Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste ”) The furnace used in this method is a pressurized tubular pyrolyzer that evaporates moisture in waste and pyrolyzes organic matter, and the combustion of pyrolysis residue (char) by oxygen, ash This is a pyrolysis melting furnace that is integrally connected with a combustion melting furnace that melts and reforms gas.In the combustion melting furnace, first, the decomposition gas of organic substances from the pyrolyzer is sent to the middle part of the furnace. On the other hand, the char falls to the bottom of the furnace, burns at high temperature with oxygen to melt the ash, and converts organic decomposition gas to CO and H 2 under a high temperature atmosphere at the top of the furnace (gas reforming). However, the above-mentioned conventional method has the following problems: the vertical shaft furnace of the above-mentioned method A requires expensive coke and completely burns the generated gas, so that it is not obvious. Only heat can be recovered. In this method, since the temperature of the preheating / drying zone in the upper part of the furnace is about 300 ° C., a large amount of hydrocarbons such as tar and dioxins which cannot be sufficiently decomposed are discharged outside the furnace. Since coke is not sufficiently gasified and remains in the molten slag, coke is indispensable to reduce this slag.The vertical furnace of the system of system B also requires expensive coke as in the case of system A. This is necessary because heavy metals having a low boiling point are not sufficiently gasified and remain in the molten slag, so that the slag is reduced.
In order to maintain the temperature at 000 ° C. or higher, a large free board is required, and an increase in the size of the furnace is inevitable. Although the furnace used in the method C is said to have two reactors (furnace) connected integrally, it is actually clearly separated into two furnaces, a pyrolysis furnace and a combustion melting furnace. Therefore, it is structurally complicated and the equipment cost increases. Further, since the pyrolysis furnace is an indirect heating type furnace separated from the combustion melting furnace, the sensible heat of the exhaust gas of the combustion melting furnace is not sufficiently utilized.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、埋立て処分
地の問題に関連して、廃棄物中の可燃分、灰分および鉄
分などを有効利用し、埋立てに係わる費用の低減を図る
とともに、生成する副生ガスを発電用燃料等に活用する
ためになされたものである。すなわち、本発明の課題
は、一般廃棄物および産業廃棄物を単に焼却するのでは
なく、廃棄物中に含まれる有機物をガス化してエネルギ
ーガスとして回収するとともに、廃棄物中に含まれる灰
分と鉄(Fe)および銅(Cu)等の有価金属類を、そ
れぞれ溶融スラグと溶融金属として回収し、または、さ
らに廃棄物中に含まれる水銀(Hg)、カドミウム(C
d)、鉛(Pb)等の有害な低沸点重金属類をダストと
して回収する方法、およびそのための炉を提供すること
にある。具体的には、上記の従来技術における問題を解
決し、高価なコークスを使用せずに、廃棄物のガス化溶
融、脱水・熱分解およびガスの改質の一連の工程を1炉
で実施し、かつタールやダイオキシン等が含まれない清
浄な排ガスとすることができるガス化溶融炉およびガス
化溶融方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In connection with the problem of landfill sites, the present invention is to effectively use combustibles, ash, iron, etc. in wastes, and to reduce the costs associated with landfills. It is intended to utilize the by-product gas generated as fuel for power generation and the like. That is, an object of the present invention is not to simply incinerate general waste and industrial waste, but to gasify organic substances contained in the waste and recover it as an energy gas, and to reduce ash content and iron contained in the waste. Valuable metals such as (Fe) and copper (Cu) are recovered as molten slag and molten metal, respectively, or mercury (Hg) and cadmium (C) contained in waste.
d) to provide a method for recovering harmful low-boiling heavy metals such as lead (Pb) as dust, and a furnace therefor. Specifically, a series of steps of gasification and melting of waste, dehydration / pyrolysis, and gas reforming were carried out in one furnace without using expensive coke to solve the above-mentioned problems in the prior art. It is another object of the present invention to provide a gasification melting furnace and a gasification melting method capable of producing clean exhaust gas free of tar, dioxin, and the like.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)の廃棄物のガス化溶融炉、ならびに(2)のガス
化溶融方法にある。 (1)廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機物をガス化し
てエネルギーガスとして回収し、かつ廃棄物中の低沸点
重金属類をガス化してエネルギーガスに随伴されるダス
トとして回収するとともに、廃棄物中の灰分と金属類を
溶融物として回収する竪型の廃棄物のガス化溶融炉であ
って、上部に前記廃棄物を装入する廃棄物装入口と、生
成するガスおよびダストを排出するガス排出口ならびに
このガス排出口にガス排出ダクトを介して接続されたダ
スト回収手段を有し、下部に溶融スラグおよび溶融金属
の排出口を有し、前記ガス排出口と溶融スラグおよび溶
融金属の排出口との間に、それぞれ独立して支燃性ガス
および補助燃料を吹き込むことができる羽口であって、
廃棄物の脱水・熱分解により生成する炭化物を燃焼、ガ
ス化するための羽口を含む高さ方向に少なくとも1段の
羽口を有し、かつ炉の上部に炉内に向けて昇降可能な支
燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる上吹ラ
ンスを有し、さらに、前記装入された廃棄物のレベルを
計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測する手段、
および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する手段を
有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。 (2)上記(1)に記載の廃棄物のガス化溶融炉を用い
て行う廃棄物のガス化溶融方法であって、廃棄物装入口
から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾーンでの反応
により、COとH2 を主成分とするエネルギーガスおよ
び低沸点重金属類を含むダストと、溶融スラグおよび溶
融金属とし、前者を炉上部に設けられたガス排出口から
回収してエネルギーガスとダストに分離し、後者を炉下
部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口から
回収することを特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。 〔第1ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を下
段の羽口から吹き込み、第2ゾーンで生成した炭化物を
燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させるとともに炭化
物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融スラグおよび
溶融金属とする。 〔第2ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を中
段の羽口および/または上吹ランスから吹き込み、第1
ゾーンで発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装
入口から装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化
水素ガスに熱分解するとともに、低沸点重金属類をガス
化する。なお、前記(1)の「複数段に分かれた羽口」
の「複数段」とは、実用的には3段であるが、必ずしも
3段に限定されず、補助的に設けられた羽口を含め、4
段以上であってもよい。
The gist of the present invention resides in the following waste gasification and melting furnace (1) and gasification and melting method (2). (1) Combustion of waste, gasification of organic matter in waste and recovery as energy gas, and gasification of low-boiling heavy metals in waste to recovery as dust accompanying energy gas and disposal A vertical waste gasification and melting furnace for recovering ash and metals in a material as a molten material, wherein a waste loading inlet for charging the waste at an upper portion and discharging generated gas and dust are provided. A gas discharge port and dust recovery means connected to the gas discharge port via a gas discharge duct, and a discharge port for molten slag and molten metal at a lower portion; A tuyere capable of independently injecting a supporting gas and an auxiliary fuel between the discharge port and
It has at least one tuyere in the height direction including a tuyere for burning and gasifying carbides produced by dehydration and pyrolysis of waste, and can be raised and lowered toward the furnace at the top of the furnace An upper blowing lance capable of injecting a supporting gas and an auxiliary fuel, furthermore, a means for measuring the level of the loaded waste, a means for measuring the temperature near the tuyere in the middle stage,
And a means for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace. (2) A method for gasifying and melting waste using the waste gasification and melting furnace described in (1) above, wherein the waste charged into the furnace from a waste inlet is provided by each of the following: By the reaction in the zone, energy gas mainly composed of CO and H 2 and dust containing low-boiling heavy metals, molten slag and molten metal are collected, and the former is recovered from a gas outlet provided at the upper part of the furnace to recover energy. A gasification and melting method for waste, comprising separating gas and dust, and collecting the latter from a discharge port of molten slag and molten metal provided in a lower part of the furnace. [First Zone] A supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the lower tuyere to burn and gasify the carbide generated in the second zone to generate a reducing gas, and to reduce ash contained in the carbide. The metals are melted into molten slag and molten metal. [Second Zone] The supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the tuyere in the middle stage and / or the upper blowing lance,
The reducing gas generated in the zone is secondarily burned, and the waste charged from the waste loading inlet is dehydrated and heated to thermally decompose into carbide and hydrocarbon gas, while gasifying low-boiling heavy metals. In addition, the above-mentioned “(1)“ Tuye divided into multiple stages ”
The term “plural stages” means, in practice, three stages, but is not necessarily limited to three stages.
It may be more than a step.

【0011】前記(2)の「ゾーン」とは、後述する
が、炉内における領域であって、そこで生じる反応に応
じて第1ゾーン、第2ゾーンおよび第3ゾーンと称す
る。
The "zone" of the above (2) is a region in the furnace, which will be described later, and is referred to as a first zone, a second zone and a third zone according to the reaction occurring therein.

【0012】前記(1)の「低沸点重金属類」とは、水
銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)の他、1
200℃以下あるいはその近辺の温度において高い蒸気
圧を有する砒素(As)、亜鉛(Zn)等の金属、なら
びにそれら金属の塩化物、すなわちHgCl2 、CdC
2 、PbCl2 、ZnCl2 等、あるいはそれら金属
の酸化物、すなわちHgO、CdO、PbO、ZnO
等、あるいはそれら金属の硫化物、すなわちHgS、C
dS、PbS、ZnS等の環境上有害と指定されている
元素ならびにその化合物を指す。
The "low-boiling heavy metals" in the above (1) include mercury (Hg), cadmium (Cd), lead (Pb) and 1
Metals such as arsenic (As) and zinc (Zn) having a high vapor pressure at a temperature of 200 ° C. or lower, or chlorides of these metals, ie, HgCl 2 , CdC
l 2 , PbCl 2 , ZnCl 2 and the like, or oxides of these metals, ie, HgO, CdO, PbO, ZnO
Or the sulfides of these metals, ie HgS, C
It refers to elements designated as environmentally harmful, such as dS, PbS, and ZnS, and compounds thereof.

【0013】また、前記(1)の「金属類」とは、前記
のように有価金属類を指し、例えば、鉄(Fe)、銅
(Cu)の他、アルミニウム(Al)、ニッケル(N
i)等の金属、およびその酸化物であって、回収すれば
一般的に価値有るものとして評価されるものをいう。
The “metals” in the above (1) refer to valuable metals as described above, and include, for example, aluminum (Al), nickel (N) in addition to iron (Fe) and copper (Cu).
Metals such as i) and oxides thereof, which are generally evaluated as valuable if recovered.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明(上
記(1)〜(2)の発明)を詳細に説明する。図1は、
上記(1)の発明の廃棄物のガス化溶融炉の一例の構成
を示す概略縦断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention (the above (1) and (2)) will be described below in detail with reference to the drawings. FIG.
It is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a configuration of an example of the waste gasification and melting furnace of the invention (1).

【0015】図示するように、廃棄物ガス化溶融炉1
は、上部に廃棄物を装入するための廃棄物装入口11−
1と生成するエネルギーガスおよびエネルギーガスに随
伴されるダストを排出するためのガス排出口3−1を有
している。廃棄物装入口11−1には、ホッパー11−
2およびプッシャー10が取り付けられ、また、ガス排
出口3−1には、エネルギーガスおよびダスト(図では
排ガス4と表示)を回収するためのホットサイクロン
(ダスト回収手段)25がガス排出ダクト3−2を介し
てが取り付けられている。エネルギーガスおよびダスト
はホットサイクロン25を通過してエネルギーガス26
とダスト27に分離される。なお、ダスト回収手段とし
ては、ホットサイクロンが安価であって経済性に優れ好
適であるが、他に、バグフィルター等の除塵装置を用い
てもよい。
As shown, waste gasification and melting furnace 1
Is a waste inlet 11- for charging waste at the top.
1 and a gas outlet 3-1 for discharging generated energy gas and dust accompanying the energy gas. The hopper 11-
2 and a pusher 10, and a hot cyclone (dust collecting means) 25 for collecting energy gas and dust (indicated as exhaust gas 4 in the figure) is provided at a gas outlet 3-1. 2 are attached. The energy gas and the dust pass through the hot cyclone 25 and the energy gas 26
And dust 27. As a dust collecting means, a hot cyclone is inexpensive and is economically preferable, but a dust removing device such as a bag filter may be used.

【0016】炉下部には溶融スラグおよび溶融金属13
を排出するためのスラグ排出口9が設けられている。
In the lower part of the furnace, molten slag and molten metal 13 are provided.
A slag discharge port 9 for discharging slag is provided.

【0017】ガス排出口3−1と溶融スラグおよび溶融
金属の排出口9の間には、それぞれ独立して支燃性ガス
および補助燃料を吹き込むことができる高さ方向に3段
に分かれた羽口が設けられている。これは炉の下方から
順に、廃棄物を脱水加熱し、熱分解させることにより生
成する炭化物を主体とする充填層14に支燃性ガス7−
1および補助燃料6−1を吹き込むための羽口(下段の
羽口で、以下、「1次羽口5−1」という)と、装入さ
れた状態の廃棄物を主体とする充填層15に支燃性ガス
7−2および補助燃料6−2を吹き込むための羽口(中
段の羽口で、以下、「2次羽口5−2」という)と、フ
リーボード16に支燃性ガス7−3および補助燃料6−
3を吹き込むための羽口(上段の羽口で、以下、「3次
羽口5−3」という)である。なお、支燃性ガスとは、
純酸素、または酸素を含有するガスであり、補助燃料と
は、微粉炭等の固体燃料、重油等の液体燃料、天然ガス
等の気体燃料である。また、廃棄物を主体とする充填層
15は、溶融スラグと溶融金属の粘度を下げてスムーズ
に炉下部の排出口9から排出すべく廃棄物と同時に石灰
石を装入するため、一部石灰石が混在したものである。
Between the gas discharge port 3-1 and the discharge port 9 of the molten slag and the molten metal, vanes divided into three stages in the height direction into which the supporting gas and the auxiliary fuel can be independently blown are provided. A mouth is provided. This is because, in order from the bottom of the furnace, the waste is dehydrated and heated, and the combustion supporting gas 7- is added to the packed bed 14 mainly composed of carbide generated by thermal decomposition.
1 and the tuyere for injecting the auxiliary fuel 6-1 (the lower tuyere, hereinafter referred to as "primary tuyere 5-1"), and the packed bed 15 mainly composed of the loaded waste. Tuyere (a middle tuyere, hereinafter referred to as "secondary tuyere 5-2") for injecting the supporting gas 7-2 and the auxiliary fuel 6-2 into the 7-3 and auxiliary fuel 6-
3 is a tuyere for injecting the third tuyere (the upper tuyere, hereinafter referred to as “tertiary tuyere 5-3”). In addition, the supporting gas is
Pure oxygen or a gas containing oxygen, and the auxiliary fuel is a solid fuel such as pulverized coal, a liquid fuel such as heavy oil, or a gas fuel such as natural gas. In addition, since the packed bed 15 mainly composed of waste is charged with limestone at the same time as waste to lower the viscosity of the molten slag and molten metal and smoothly discharge the molten slag and the molten metal from the outlet 9 at the lower part of the furnace, some limestone is used. They are mixed.

【0018】さらに、この廃棄物ガス化溶融炉1の上部
には、支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を吹き込むこ
とができる上吹ランス24−1と、このランス24−1
を昇降させるためのランス昇降装置24−2が設けられ
ている。上記のガス化溶融炉では、廃棄物装入口11−
1が2次羽口5−2と3次羽口5−3の間に取り付けら
れているが、この位置に限定されることはなく、前記の
図1に示したガス化溶融炉の場合のように、3次羽口5
−3の上に取り付けられていてもよい。ただ、この例の
ように2次羽口5−2と3次羽口5−3の間に取り付け
られている方が、第3ゾーンで改質した後のクリーンな
ガスが落下してくる廃棄物と衝突し合うことがなく、ク
リーンガスの汚染や廃棄物の飛散が少ないので、望まし
い。また、この例では、ガス排出口3−1と溶融スラグ
および溶融金属の排出口9の間に3段に分かれた羽口が
設けられているが、この羽口は、廃棄物が脱水加熱され
熱分解して生成した炭化物を燃焼、ガス化するための羽
口、すなわち、炉内の第1ゾーンに取り付けられた1次
羽口を含めて少なくとも1段設けられていればよい。1
段とした場合は上記の上吹ランス24−1を用いるが、
これについては、後述する実施例で説明する。
Further, on the upper part of the waste gasification and melting furnace 1, an upper blowing lance 24-1 capable of injecting a supporting gas and, if necessary, an auxiliary fuel, and this lance 24-1
Is provided with a lance elevating device 24-2 for elevating the lance. In the above gasification and melting furnace, the waste loading inlet 11-
1 is installed between the secondary tuyere 5-2 and the tertiary tuyere 5-3, but is not limited to this position, and is used in the case of the gasification and melting furnace shown in FIG. Like the third tuyere 5
-3. However, as in this example, the one installed between the secondary tuyere 5-2 and the tertiary tuyere 5-3 is a waste gas in which clean gas after reforming in the third zone falls. This is desirable because it does not collide with objects and has little pollution of clean gas and scattering of waste. Further, in this example, three-stage tuyeres are provided between the gas outlet 3-1 and the outlet 9 for the molten slag and the molten metal. It is sufficient that at least one stage is provided including a tuyere for burning and gasifying carbide generated by pyrolysis, that is, a primary tuyere attached to the first zone in the furnace. 1
In the case of a step, the above upper lance 24-1 is used,
This will be described in an embodiment described later.

【0019】さらに、このガス化溶融炉においては、炉
上部に、炉内に装入された廃棄物のレベル(原料層頂レ
ベル)を計測するためのサウンジングデバイス17が設
けられている。また、炉側壁には、中段の羽口(2次羽
口5−2)近傍の温度を計測するための熱電対20と、
炉の上方部の雰囲気ガスの温度(すなわち、フリーボー
ド空間の排ガス温度)を計測するための熱電対21、な
らびにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度変換器
19が取り付けられている。なお、中段の羽口(2次羽
口5−2)近傍の温度とは、2次羽口5−2に対応する
第2ゾーンの温度をいう。このガス化溶融炉において、
羽口を炉の高さ方向に3段に分けて設けた理由、サウン
ジングデバイス17を設け、さらに、炉側壁の所定の部
位に熱電対を取り付けた理由については、以下に述べる
前記(2)の発明の廃棄物のガス化溶融方法と併せて説
明する。
Further, in this gasification melting furnace, a sounding device 17 for measuring the level of the waste (the top level of the raw material layer) charged in the furnace is provided at the upper part of the furnace. In addition, a thermocouple 20 for measuring the temperature near the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) is provided on the furnace side wall,
A thermocouple 21 for measuring the temperature of the atmosphere gas in the upper part of the furnace (that is, the temperature of the exhaust gas in the freeboard space) and a temperature converter 19 for converting a signal of the thermocouple into a temperature are attached. The temperature in the vicinity of the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) refers to the temperature of the second zone corresponding to the secondary tuyere 5-2. In this gasification and melting furnace,
The reason why the tuyere is provided in three stages in the height direction of the furnace, the reason that the sounding device 17 is provided, and the thermocouple is attached to a predetermined portion of the furnace side wall will be described in the following (2). The invention will be described together with the method for gasifying and melting waste.

【0020】上記のように、このガス化溶融炉は、竪型
の、1炉方式のガス化溶融炉で、設備の簡素化と設備費
の低減を図ることができ、また、炉体からの熱損失を抑
制する上からも好ましい方式である。さらに、このガス
化溶融炉を用いれば、以下に述べるように、廃棄物中に
含まれる水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(P
b)等の有害な低沸点重金属類をダストとして回収する
ことができる。(2)の発明の廃棄物のガス化溶融方法
は、上記(1)の発明のガス化溶融炉を用いて行う廃棄
物のガス化溶融方法である。以下、上記の図1に示した
ガス化溶融炉を用いる場合について説明する。
As described above, this gasification and melting furnace is a vertical, one-furnace type gasification and melting furnace, which can simplify the equipment and reduce the equipment cost. This is a preferable method from the viewpoint of suppressing heat loss. Further, if this gasification and melting furnace is used, as described below, mercury (Hg), cadmium (Cd), lead (P
Harmful low-boiling heavy metals such as b) can be recovered as dust. The method for gasifying and melting waste according to the invention (2) is a method for gasifying and melting waste using the gasification and melting furnace according to the invention (1). Hereinafter, the case of using the gasification and melting furnace shown in FIG. 1 will be described.

【0021】まず、廃棄物をホッパー11−2に投入
し、プッシャー10で押し込んで廃棄物装入口11−1
から炉内へ装入する。次いで、以下に詳述する第1ゾー
ン〜第3ゾーンでの反応により、COとH2 を主成分と
するエネルギーガスを回収するのであるが、このとき、
低沸点重金属類を含むダストをエネルギーガスとともに
炉上部に設けられたガス排出口3−1から回収する。ま
た、得られる溶融スラグおよび溶融金属を炉下部に設け
られた溶融スラグおよび溶融金属の排出口9から回収す
る。炉内は、生じる反応に応じて三つの領域、すなわ
ち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融が生じる領域
(第1ゾーン14)、廃棄物の脱水・熱分解と低沸点重
金属類のガス化が生じる領域(第2ゾーン15)および
ガスの改質が進行する領域であってこのガスに随伴させ
て炉外に排出させる低沸点重金属類を含むダストが存在
する領域(第3ゾーン16)に分割されている(図1参
照)。その各々のゾーンに、反応のために必要な支燃性
ガスおよび補助燃料を独立して吹き込める上記の1次羽
口5−1、2次羽口5−2、3次羽口5−3がそれぞれ
対応して取り付けられ、さらに、上吹ランス24−1が
取り付けられている。このような構成を採ることによっ
て、廃棄物に含まれる有機物を効率的にガス化して燃料
として使用できるエネルギーガスを回収し、さらにこれ
ら廃棄物に含まれる低沸点重金属類を効率的にダストと
して回収するとともに、これら廃棄物に含まれる灰分と
有価金属類を効率的にそれぞれ溶融スラグと溶融金属と
して回収することが可能となる。また、竪型炉に特有の
棚吊りや吹き抜けの発生を回避することができる。
First, the waste is put into the hopper 11-2, and is pushed in by the pusher 10 to push the waste inlet 11-1.
From the furnace. Next, energy gas mainly composed of CO and H 2 is recovered by the reaction in the first to third zones described in detail below.
Dust containing low-boiling heavy metals is recovered together with energy gas from a gas outlet 3-1 provided in the upper part of the furnace. Further, the obtained molten slag and molten metal are collected from a discharge port 9 of the molten slag and molten metal provided at the lower part of the furnace. In the furnace, there are three regions according to the reaction that takes place, that is, a region where carbide is gasified and melted in order from the bottom of the furnace (first zone 14), dewatering / pyrolysis of waste, and gasification of low-boiling heavy metals. (The second zone 15) and the region where the gas reforming proceeds and where the dust containing the low-boiling heavy metals is discharged out of the furnace accompanying the gas (the third zone 16). It is divided (see FIG. 1). The above-mentioned primary tuyere 5-1, secondary tuyere 5-2, and tertiary tuyere 5-3 that can independently inject the supporting gas and auxiliary fuel necessary for the reaction into each zone. Are mounted correspondingly, and an upper blowing lance 24-1 is further mounted. By adopting such a configuration, the organic matter contained in waste can be efficiently gasified to recover energy gas that can be used as fuel, and the low-boiling heavy metals contained in these waste can be efficiently recovered as dust. At the same time, the ash and valuable metals contained in these wastes can be efficiently recovered as molten slag and molten metal, respectively. In addition, it is possible to avoid the hanging of a shelf and the occurrence of blow-through, which are peculiar to a vertical furnace.

【0022】第1ゾーンでは、下記の式で示した反応
が生じる。この反応は、第2ゾーンで形成され、降下し
てきた炭化物(充填層)が1次羽口5−1から吹き込ま
れた支燃性ガス7−1により燃焼する反応で、炭化物は
燃焼、ガス化し、2000℃以上の高温のCOを主体と
する還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有
されている灰分(無機酸化物)と有価金属類が溶融し、
溶融スラグと溶融金属となる。なお、必要により1次羽
口5−1から補助燃料6−1を供給する。
In the first zone, a reaction represented by the following equation occurs. This reaction is a reaction in which the carbide (filled bed) that has been formed in the second zone and descends is burned by the supporting gas 7-1 blown from the primary tuyere 5-1. The carbide is burned and gasified. , A reducing gas mainly composed of CO at 2000 ° C. or higher. In addition, the ash (inorganic oxide) and valuable metals contained in the carbide are melted by the sensible heat,
It becomes molten slag and molten metal. In addition, the auxiliary fuel 6-1 is supplied from the primary tuyere 5-1 if necessary.

【0023】前記の還元性ガスは第2ゾーンに移行し、
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口9から回収され
る。 C+1/2O2 =CO ・・・ ここで、C :第2ゾーンから供給される炭化物 O2 :1次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第2ゾーンで廃棄物を脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第1ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融するのは、このように2段に分ける方が炭化物
の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属からの放熱ロス
の抑制を効果的に行えるからである。
The reducing gas moves to the second zone,
The molten slag and the molten metal are recovered from an outlet 9 at the bottom of the furnace. C + 1 / 2O 2 = CO where C: carbide supplied from the second zone O 2 : oxygen in the combustible gas blown from the primary tuyere In addition, the waste is dehydrated in the second zone The reason why gasification and melting of the carbide in the first zone by forming a packed bed of carbide by pyrolysis is as follows. Dividing into two stages in this way promotes heating of the carbide, heat loss from molten slag and molten metal. This is because it is possible to effectively suppress the above.

【0024】この第1ゾーンでは、生成する還元性ガス
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と有価金属類を完
全に溶融することが必要であるため、ガスの温度を20
00℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガ
ス中の酸素濃度を50%以上とし、必要であれば補助燃
料を吹き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の
排出口から詰まり等を生じさせず円滑に排出させるため
に、廃棄物の炉内への装入時に炉上から石灰石を同時に
装入するか、あるいは1次羽口から粉状の石灰石を造滓
材として吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好まし
い。第2ゾーンでは、下記の式〜式で示した反応が
生じるが、さらに、後述するように、廃棄物中に含まれ
る塩素のガス化、および低沸点重金属類のガス化ないし
は塩素との反応が生じる。 H2 O(liq )=H2 O(gas ) ・・・ Cpqr =r/2CO2 +q/nCmn +(p−r/2−qm/n)C ・・・ Cmn =n/4CH4 +{m−(n/4)}C ・・・ CO+1/2O2 =CO2 ・・・ ここで、H2 O(liq ):廃棄物中の付着水分 Cpqr :廃棄物中の有機物 Cmn :廃棄物中の有機物の分解で生じた炭化水
素ガス C :第1ゾーンに供給される炭化物 CO:第1ゾーンで炭化物が燃焼して生成したCO O2 :2次羽口および/または上吹ランスから吹き込ま
れた支燃性ガス中の酸素 式の反応は、廃棄物の脱水加熱で、第1ゾーンから供
給された高温の還元性ガスの顕熱により行われる。ま
た、この還元性ガスが、2次羽口5−2から吹き込まれ
た支燃性ガス7−2および/または上吹ランス24−1
から吹き込まれた支燃性ガス22によりの反応式にし
たがって二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行
われる。これにより、廃棄物中の有機物は式および
式にしたがい炭化物(ただし、式、式ではCとして
表示)と炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により
2次羽口および/または上吹ランスから補助燃料を供給
する。
In the first zone, it is necessary to completely melt the ash and valuable metals contained in the carbide by the sensible heat of the reducing gas to be generated.
It is preferable to keep the temperature at 00 ° C. or higher. For this purpose, the oxygen concentration in the supporting gas is set to 50% or more, and auxiliary fuel is blown if necessary. In order to discharge the molten slag and the molten metal smoothly from the discharge port at the bottom of the furnace without causing clogging or the like, limestone is simultaneously charged from above the furnace when the waste is charged into the furnace, or It is preferable to reduce the viscosity of the slag by blowing powdery limestone as a slag-making material from the next tuyere. In the second zone, the reactions represented by the following formulas (1) to (3) occur. Further, as described later, gasification of chlorine contained in waste and gasification of low-boiling heavy metals or reaction with chlorine occur. Occurs. H 2 O (liq) = H 2 O (gas) ··· C p H q O r = r / 2CO 2 + q / nC m H n + (p-r / 2-qm / n) C ··· C m H n = n / 4CH 4 + {m- (n / 4)} C ··· CO + 1 / 2O 2 = CO 2 ··· here, H 2 O (liq): water attached C p in the waste H q O r: organics C m H n in waste: hydrocarbon gas produced by the decomposition of organic substances in waste C: carbides are supplied to the first zone CO: produced carbides in the first zone is combusted CO 2 O 2 : The oxygen-type reaction in the supporting gas blown from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance is the dehydration heating of waste, and the high-temperature reducing gas supplied from the first zone. The sensible heat is used. Further, this reducing gas is supplied to the combustion supporting gas 7-2 and / or the upper blowing lance 24-1 injected from the secondary tuyere 5-2.
This is also performed by sensible heat generated when performing secondary combustion according to the reaction formula by the combustible gas 22 blown from the air. As a result, the organic matter in the waste is thermally decomposed into a hydrocarbon (however, represented as C in the formula and the formula) and hydrocarbon gas according to the formula and the formula. If necessary, auxiliary fuel is supplied from the secondary tuyere and / or the upper lance.

【0025】支燃性ガスの吹き込みは、2次羽口のみま
たは上吹ランスのみを用いて行ってもよく、それによっ
て式の廃棄物の脱水加熱は可能である。しかし、2次
羽口および上吹ランスを同時に使用すれば、支燃性ガス
を第2ゾーンに万遍なく均一に吹き込めるので、廃棄物
の脱水加熱を効率的に行わせることができる。
The blowing of the flammable gas may be carried out using only the secondary tuyere or only the upper blowing lance, whereby the dewatering and heating of the waste in the formula can be performed. However, if the secondary tuyere and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be uniformly blown into the second zone, so that the dewatering and heating of the waste can be efficiently performed.

【0026】この工程で得られる炭化物は第1ゾーン
へ、炭化水素ガスは第3ゾーンへそれぞれ移行する。
The carbide obtained in this step moves to the first zone, and the hydrocarbon gas moves to the third zone.

【0027】第2ゾーンでは、さらに、第1ゾーンから
供給された高温の還元性ガスの顕熱により、あるいはそ
れに加えて、の反応式にしたがって二次燃焼するとき
に生成する顕熱により下記の−1式〜−3式で示し
た反応が生じる。前述した廃棄物中に含まれる塩素のガ
ス化および低沸点重金属のガス化ないしは塩素との反応
である。すなわち、廃棄物中に含まれる塩素は、−1
および−2式のようにガス化して、塩素ガスおよび塩
化水素ガスを生成する。一方、廃棄物中の低沸点重金属
は、−1式により単体のままでガス化するか、あるい
は−2および−3式のように低沸点重金属の塩化物
を生成する。なお、塩化物になると、一般的に非常に蒸
発し易くなる。 2Cl=Cl2(gas ) ・・・−1 2Cl+H2 O(gas )=2HCl(gas ) ・・・−2 M=M(gas ) ・・・−1 M(gas )+Cl2(gas )=MCl2(gas ) ・・・−2 M(gas )+2HCl(gas )=MCl2(gas )+H2 ・・・−3 ここで、Cl:廃棄物中の塩素 M:廃棄物中の低沸点重金属(例えば、Hg、Cd、P
b等) M(gas ):低沸点重金属のガス化生成物 MCl2(gas ):低沸点重金属の塩化物 この工程では、炉内へ装入する廃棄物に必要に応じて副
原料(例えば、石灰石、生石灰等)を加えて充填層を形
成させておく。つまり、廃棄物が比較的密に充填された
状態としておく。このような廃棄物の充填層とすること
により、その層内を高温のガスが通過する際の固・気体
間の接触時間が長くなり、熱効率が向上する。
In the second zone, the following sensible heat is generated by the sensible heat of the high-temperature reducing gas supplied from the first zone or in addition to the sensible heat generated during the secondary combustion according to the reaction formula. The reactions shown in Formulas -1 to -3 occur. The above-mentioned gasification of chlorine contained in the waste and gasification of heavy metals having a low boiling point or reaction with chlorine. That is, the chlorine contained in the waste is −1
And -2 to produce chlorine gas and hydrogen chloride gas. On the other hand, heavy metals having a low boiling point in wastes are gasified as they are by the formula (1), or chlorides of heavy metals having a low boiling point are generated as shown in the formulas (2) and (-3). In general, when chloride is used, it is very easy to evaporate. 2Cl = Cl 2 (gas) ··· -1 2Cl + H 2 O (gas) = 2HCl (gas) ··· -2 M = M (gas) ··· -1 M (gas) + Cl 2 (gas) = MCl 2 (gas) ··· -2 M (gas) + 2HCl (gas) = MCl 2 (gas) + H 2 ··· -3 where Cl: chlorine in waste M: low boiling point heavy metal in waste ( For example, Hg, Cd, P
b etc.) M (gas): gasification product of low-boiling heavy metals MCl 2 (gas): chloride of low-boiling heavy metals In this step, if necessary, auxiliary materials (for example, Limestone, quicklime, etc.) to form a packed layer. That is, the waste is relatively densely packed. By forming such a packed layer of waste, the contact time between solid and gas when a high-temperature gas passes through the layer is prolonged, and thermal efficiency is improved.

【0028】また、高温の還元性ガスを二次燃焼させる
のは、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、有機
物の熱分解温度を800〜1400℃に制御するととも
に、低沸点重金属をガス化するためである。
The secondary combustion of the high-temperature reducing gas is performed by using the secondary combustion heat of the formula to promote the heating, controlling the thermal decomposition temperature of the organic substance to 800 to 1400 ° C., and having a low boiling point. This is for gasifying heavy metals.

【0029】熱分解温度を800〜1400℃とするの
は、有機物の熱分解によるガス化を促進し、低沸点重金
属のガス化を完全に行わせるためである。この二次燃焼
熱は、前記式の燃焼熱(一次燃焼熱)に比べて格段に
大きいので、廃棄物の脱水・熱分解および低沸点重金属
のガス化に必要な熱を十分に補充することができる。な
お、この際、発生ガス量を少なくして顕熱ロスを抑制す
るとともに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、
支燃性ガス中の酸素濃度を50%以上にするのが好まし
い。また、発生ガス量を少なくすると、廃棄物の飛散を
防止してダストに含まれる低沸点重金属の濃度を高める
ことができるので、そのためにも、支燃性ガス中の酸素
濃度を50%以上にするのが好ましい。第3ゾーンで
は、下記の式および式で示した反応が生じる。 Cmn +m/2O2 =mCO+n/2H2 ・・・ CH4 +1/2O2 =CO+2H2 ・・・ ここで、Cmn :第2ゾーンで廃棄物が熱分解して生
成した炭化水素ガス CH4 :第2ゾーンでCmn が熱分解して生成した
メタンガス O2 :3次羽口および/または上吹ランスから吹き
込まれた支燃性ガス中の酸素 これらの反応は第2ゾーンから供給される炭化水素ガス
の熱分解反応(ガス改質反応)で、COとH2 を主成分
とするガス(エネルギーガス)が得られる。これらの反
応は3次羽口5−3から吹き込まれる支燃性ガス7−3
および/または上吹ランス24−1から吹き込まれる支
燃性ガス22との反応により進行する。なお、必要によ
り3次羽口および/または上吹ランスから補助燃料を供
給する。
The reason why the thermal decomposition temperature is set to 800 to 1400 ° C. is to promote gasification of organic matter by thermal decomposition and to completely gasify low-boiling heavy metals. Since the heat of secondary combustion is much larger than the heat of combustion (primary heat of combustion) in the above equation, it is possible to sufficiently supplement the heat necessary for dehydration / pyrolysis of waste and gasification of low-boiling heavy metals. it can. In addition, at this time, in order to suppress the sensible heat loss by reducing the amount of generated gas, and to suppress a decrease in calories of the generated gas,
It is preferable that the oxygen concentration in the supporting gas be 50% or more. Further, when the amount of generated gas is reduced, scattering of waste can be prevented and the concentration of low boiling heavy metals contained in dust can be increased. Therefore, the oxygen concentration in the combustion supporting gas is increased to 50% or more. Is preferred. In the third zone, the following formula and the reaction represented by the formula occur. In C m H n + m / 2O 2 = mCO + n / 2H 2 ··· CH 4 + 1 / 2O 2 = CO + 2H 2 ··· Here, C m H n: hydrocarbon waste in the second zone is generated by thermal decomposition hydrogen gas CH 4: methane O 2 to C m H n in the second zone is generated by thermal decomposition: the reaction of oxygen in these combustion assisting gas blown from 3 tuyeres and / or upper blowing lance first A gas (energy gas) containing CO and H 2 as main components is obtained by a thermal decomposition reaction (gas reforming reaction) of the hydrocarbon gas supplied from the two zones. These reactions are carried out by the supporting gas 7-3 blown from the tertiary tuyere 5-3.
The reaction proceeds with the combustion supporting gas 22 blown from the upper blowing lance 24-1. If necessary, auxiliary fuel is supplied from the tertiary tuyere and / or the upper blowing lance.

【0030】支燃性ガスの吹き込みは、3次羽口のみま
たは上吹ランスのみを用いて行ってもよく、それによっ
て上記の式および式で示した反応を生じさせること
は可能である。しかし、3次羽口および上吹ランスを同
時に使用すれば、支燃性ガスを第3ゾーンのフリーボー
ドに万遍なく均一に吹き込めるので、式および式で
示した反応を効率的に行わせることができる。
The blowing of the supporting gas may be carried out using only the tertiary tuyere or only the upper blowing lance, whereby it is possible to cause the above formula and the reaction shown by the formula. However, if the tertiary tuyere and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be evenly and uniformly blown to the free board in the third zone, so that the reaction represented by the expression and the expression can be performed efficiently. be able to.

【0031】この第3ゾーンでの反応はフリーボード1
6部で行われるが、このような空洞部で反応を行わせる
理由は、気体間の反応であるガス改質反応を円滑に進め
るためである。空洞内の雰囲気温度を800〜1400
℃に制御すると、改質反応が充分に進行するので好まし
い。さらに望ましくは、1000〜1200℃である。
The reaction in the third zone is free board 1
The reaction is performed in six cavities. The reason why the reaction is performed in such a cavity is to smoothly perform a gas reforming reaction, which is a reaction between gases. The atmosphere temperature in the cavity is 800 to 1400
It is preferable to control the temperature to ° C., because the reforming reaction sufficiently proceeds. More preferably, it is 1000-1200 degreeC.

【0032】また、ダイオキシン類やその前駆体といわ
れるクロロベンゼン、クロロフェノール等の生成を抑制
するという観点からは、雰囲気温度は500℃以上とす
るのが好ましく、さらに、ダイオキシン類やクロロベン
ゼン、クロロフェノール等を完全に分解するために、9
00℃以上とするのが一層望ましい。
From the viewpoint of suppressing the formation of dioxins and their precursors such as chlorobenzene and chlorophenol, the ambient temperature is preferably 500 ° C. or higher, and furthermore, dioxins, chlorobenzene, chlorophenol and the like. 9 to completely decompose
The temperature is more preferably set to 00 ° C. or higher.

【0033】支燃性ガス中の酸素濃度は50%以上とす
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。上述した例では、各ゾーンに対応する3段の羽口と
上吹ランスが設けられたガス化溶融炉を用いているが、
前記のように、羽口は少なくとも1段設けられていれば
よい。第2ゾーンおよび第3ゾーンへの支燃性ガスおよ
び補助燃焼の供給は上吹ランスにより行えるので、第1
ゾーンに対応する部位に1段の羽口が取り付けられてい
ればよいからである。
The oxygen concentration in the combustion supporting gas is preferably set to 50% or more. This is because the calorie of the recovered gas is increased so that the gas can be easily used in applications such as power generation in the next process. In the above-described example, a gasification and melting furnace provided with three-stage tuyeres and an upper blowing lance corresponding to each zone is used.
As described above, at least one tuyere may be provided. Since the supply of the supporting gas and the auxiliary combustion to the second zone and the third zone can be performed by the upper blowing lance, the first zone is provided.
This is because it is only necessary that one-stage tuyere be attached to a portion corresponding to the zone.

【0034】以上述べたように、(2)の発明の廃棄物
のガス化溶融方法では、上記第1ゾーン〜第3ゾーンで
の反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガ
スおよび低沸点重金属類を含むダストと、溶融スラグお
よび溶融金属を回収する。そのため、少なくとも1段の
羽口および上吹ランスが必要となる。さらに、少なくと
も1段の羽口および上吹ランスがそれぞれ独立して支燃
性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができるものでな
ければならない。その理由は、以下のとおりである。な
お、羽口は各ゾーンに取り付けられているとして説明す
る。
As described above, in the method for gasifying and melting waste according to the invention (2), the reaction in the first to third zones causes the energy gas containing CO and H 2 as main components and the low-temperature gas. Collect dust containing boiling heavy metals, molten slag and molten metal. Therefore, at least one tuyere and an upper blowing lance are required. Furthermore, at least one of the tuyere and the upper blowing lance must be capable of independently injecting the supporting gas and the auxiliary fuel. The reason is as follows. It is assumed that the tuyere is attached to each zone.

【0035】式の反応に関与するC(炭化物)の量
は、式および式で表される反応の進行度合いによっ
て変化する。また、廃棄物の種類が変化すれば、自ずと
式および式で表される反応の生成物量も変化する。
したがって、1次羽口から吹き込む支燃性ガスの量は他
の工程とは独立して定め得るものとしておかなければな
らない。必要に応じて供給する補助燃料についても同様
である。次に、2次羽口および/または上吹ランスから
吹き込む支燃性ガス量は、反応式で決まり、式のC
O量は反応式で決まってくるので、見掛け上1次羽口
から吹き込む支燃性ガス量と連動していると見なされ
る。しかし、実際は反応式で生成するCOガスをすべ
て2次燃焼させる必要はなく、第2ゾーンでは、少なく
とも廃棄物中の付着水分の脱水加熱および廃棄物中の有
機物の熱分解と、低沸点重金属のガス化に必要な熱を加
え、さらに第2ゾーンの雰囲気温度を800〜1400
℃に保つために必要な熱を加えるだけでよい。したがっ
て、2次羽口および/または上吹ランスからの支燃性ガ
ス量は、廃棄物に含まれる成分によって大きく変化す
る。すなわち、2次羽口および/または上吹ランスから
吹き込む支燃性ガスの量も独自に定め得るものとしてお
かなければならない。補助燃料についても同様である。
The amount of C (carbide) involved in the reaction of the formula varies depending on the formula and the degree of progress of the reaction represented by the formula. In addition, if the type of waste changes, the formula and the amount of reaction products represented by the formula naturally change.
Therefore, the amount of the supporting gas blown from the primary tuyere must be determined independently of the other steps. The same applies to auxiliary fuel supplied as needed. Next, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere and / or the upper lance is determined by the reaction formula,
Since the O amount is determined by the reaction equation, it is considered that the O amount is apparently linked to the amount of the supporting gas blown from the primary tuyere. However, in fact, it is not necessary to perform secondary combustion on all CO gas generated by the reaction formula. In the second zone, at least dehydration heating of adhering moisture in waste and thermal decomposition of organic matter in waste and low-boiling heavy metal Heat required for gasification is added, and the ambient temperature of the second zone is further increased to 800 to 1400.
It is only necessary to apply the heat necessary to maintain the temperature in ° C. Therefore, the amount of combustible gas from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance greatly changes depending on the components contained in the waste. That is, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere and / or the upper lance must also be determined independently. The same applies to auxiliary fuel.

【0036】2次羽口および上吹ランスから吹き込む支
燃性ガスまたは補助燃料の比率は、それぞれ次式の範囲
とするのが好ましい。この範囲から外れ、一方が少な過
ぎても多過ぎても相乗効果を発揮させることができない
からである。
The ratio of the supporting gas or auxiliary fuel blown from the secondary tuyere and the upper blowing lance is preferably in the range of the following formulas. This is because a synergistic effect cannot be exerted if the ratio is out of this range and either one is too small or too large.

【0037】[0037]

【数1】 3次羽口および/または上吹ランスから吹き込む支燃性
ガス量は反応式およびで決まる。この場合も廃棄物
中の含有成分によってCmn とCH4 の生成量が変化
するので、3次羽口および/または上吹ランスから吹き
込む支燃性ガス量についても独自に定め得るものとして
おかなければならない。なお、補助燃料についても同様
である。
(Equation 1) The amount of the supporting gas blown from the tertiary tuyere and / or the upper blowing lance is determined by the reaction formula. Since the amount of C m H n and CH 4 by-containing component in this case waste is changed, as may define its own also combustion supporting gas amount blown from 3 tuyeres and / or upper blowing lance I have to put it. The same applies to the auxiliary fuel.

【0038】3次羽口および上吹ランスから吹き込む支
燃性ガスまたは補助燃料の比率は、上記の2次羽口およ
び上吹ランスの場合と同様、それぞれ次式の範囲とする
のが好ましい。この範囲から外れ、一方が少な過ぎても
多過ぎても相乗効果を発揮させることができないからで
ある。
The ratio of the supporting gas or auxiliary fuel blown from the tertiary tuyere and the upper lance is preferably in the range of the following formula, as in the case of the secondary tuyere and the upper lance. This is because a synergistic effect cannot be exerted if the ratio is out of this range and either one is too small or too large.

【0039】[0039]

【数2】 支燃性ガスの吹き込み量と必要により供給する補助燃料
の量は以下のようにして定める。
(Equation 2) The blowing amount of the supporting gas and the amount of the auxiliary fuel to be supplied as necessary are determined as follows.

【0040】処理の対象が例えば異種の廃棄物が混在し
た一般廃棄物のような場合、通常は炉内に装入する前に
成分分析を行うことはしないので、炉内では未知の成分
が燃焼し、あるいは熱分解することになり、生成ガス量
およびその含有成分を予測することは実際上不可能であ
る。
When the target of the treatment is, for example, general waste in which different kinds of wastes are mixed, since the component analysis is not usually performed before charging into the furnace, unknown components are burned in the furnace. Or thermal decomposition, and it is practically impossible to predict the amount of generated gas and its components.

【0041】このような条件下では、装入した廃棄物の
レベル(原料層頂レベル)を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層(廃棄物の充填層および炭化物の充填
層)の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第1ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて1次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適であるが、RI(ラジオアイソトープ)方式
等も一般的に有効な方法として知られており、この方式
を適用することもできる。ところで、第1ゾーンで形成
される炭化物の充填層の上には、第2ゾーンで形成され
る廃棄物の充填層が存在するので、計測される原料層頂
レベルは、第1ゾーンと第2ゾーンにおけるそれぞれの
変化量の合計として表れる。したがって、第1ゾーンと
第2ゾーンにおける変化量を区別する必要があるが、第
2ゾーンにおける反応の変化は、第2ゾーンの温度変化
を逐次計測することにより間接的に把握できる。すなわ
ち、第2ゾーンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分の
脱水加熱、廃棄物中の有機物の熱分解および低沸点重金
属のガス化に必要な熱を加え、さらに第2ゾーンの雰囲
気温度を800〜1400℃に保つために必要な熱を加
えるだけでよいので、第2ゾーンの領域内にある廃棄物
の温度変化を逐次計測し、それが低下すれば熱不足と判
断し、2次羽口および/または上吹ランスからの支燃性
ガス量を増加して2次燃焼させるCO量(反応式で生
成するCOのうち2次燃焼させる量)を上げてやる。逆
に、温度が上昇すれば熱的に余裕があると判断できるの
で、2次羽口および/または上吹ランスからの支燃性ガ
ス量を減少させて2次燃焼させるCO量を下げてやれば
よい。なお、前記の廃棄物の温度変化は第2ゾーンの温
度変化をもってそれとみなすことができ、第2ゾーンの
温度変化は、例えば、第2ゾーンの内張り煉瓦表面に熱
電対を設置し、その表面温度を測定することにより求め
ることができる。
Under such conditions, the level of the loaded waste (the top level of the raw material layer) is sequentially measured. This makes it possible to indirectly grasp the change in the thickness of the packed bed in the furnace (the packed bed of waste and the packed bed of carbide). That is, as the amount of combustion increases, the loading of the carbide packed layer formed in the first zone decreases, and the top level of the raw material layer decreases. Therefore, a predetermined raw material layer top level is determined empirically in advance, and then the supporting gas from the primary tuyere and the auxiliary fuel supplied as necessary are blown based on the vertical fluctuation of the raw material layer top level. The amount may be determined. As a raw material layer top level meter to be used, a sounding device known as a raw material layer top level meter inside a blast furnace in the field of steelmaking is suitable, but an RI (radioisotope) method or the like is generally effective. This method is known, and this method can be applied. By the way, since the packed bed of the waste formed in the second zone is present on the packed bed of the carbide formed in the first zone, the measured top level of the raw material layer is equal to the first and second zones. It appears as the sum of the respective changes in the zone. Therefore, it is necessary to distinguish the amount of change between the first zone and the second zone, but the change in the reaction in the second zone can be indirectly grasped by sequentially measuring the temperature change in the second zone. That is, in the second zone, heat necessary for at least dehydration heating of adhering water in waste, thermal decomposition of organic matter in waste and gasification of low-boiling heavy metals is added, and the atmospheric temperature of the second zone is set to 800 to Since it is only necessary to apply the heat necessary to maintain the temperature at 1400 ° C., the temperature change of the waste in the area of the second zone is sequentially measured, and if it decreases, it is judged that the heat is insufficient, and the secondary tuyere and And / or increasing the amount of the supporting gas from the upper blowing lance to increase the amount of CO to be subjected to secondary combustion (the amount of secondary combustion of CO generated by the reaction formula). Conversely, if the temperature rises, it can be determined that there is a thermal margin, so reduce the amount of the supporting gas from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance to reduce the amount of CO to be secondary-combusted. I just need. The temperature change of the waste can be regarded as the temperature change of the second zone, and the temperature change of the second zone can be determined, for example, by installing a thermocouple on the surface of the lining brick of the second zone, Can be determined by measuring

【0042】このように、原料層頂レベル計によるレベ
ル値および第2ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第1ゾーンおよび第2ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。第3ゾーンでは、
第2ゾーン出口(フリーボード側)の雰囲気温度を80
0〜1400℃に保てば、排ガス中の炭化水素、特に配
管閉塞等のトラブルの原因となるタールのような炭素数
が5以上の炭化水素(Cmn :m ≧5)をすべて分解
できる。またダイオキシン類やその前駆体といわれるク
ロロベンゼン、クロロフェノール等の完全分解のために
必要である。したがって、第3ゾーンのフリーボード空
間内に温度計を設置してその温度を逐次計測し、温度が
800℃よりも低下したときは、3次羽口および/また
は上吹ランスから支燃性ガスと必要によっては補助燃料
を吹き込めばよい。特に、廃棄物を炉内に装入した直後
は、第2ゾーンの原料層頂および第3ゾーンのフリーボ
ードにおける温度が急激に下がるので、第2ゾーンおよ
び第3ゾーンの温度から判断して、生成する炭化水素
(C mn :m ≧5)やダイオキシン類を分解するため
に、支燃性ガスと必要により補助燃料の吹き込みを実施
するのが効果的である。上記(4)の発明のガス化溶融
方法によれば、高価なコークスを使用せずに、廃棄物の
ガス化溶融、脱水・熱分解およびガス改質の一連の工程
を1炉で実施し、かつタールやダイオキシン類等が含ま
れない清浄な排ガスとすることができる。なお、排ガス
中には低沸点重金属を含むダストが含まれているが、炉
外に設けたホットサイクロン等の除塵装置(ダスト回収
手段)によって、それらダストとエネルギーガスとを分
離することができる。
As described above, the level measured by the raw material layer top level meter is used.
Values and the surface temperature of the lining brick in the second zone
By measuring, the support of the first zone and the second zone
The injection amount of reactive gas and auxiliary fuel to be supplied if necessary.
Each can be determined independently. In the third zone,
The ambient temperature at the exit of the second zone (freeboard side) is 80
If the temperature is maintained at 0 to 1400 ° C, hydrocarbons in exhaust gas, especially
Tar-like carbon number that causes troubles such as pipe blockage
Is 5 or more hydrocarbons (Cm Hn : M ≧ 5)
it can. Also known as dioxins and their precursors
For complete decomposition of lorobenzene, chlorophenol, etc.
is necessary. Therefore, the free board in the third zone is empty.
A thermometer is installed in the space and the temperature is measured sequentially,
When the temperature falls below 800 ° C., the third tuyere and / or
From the top blowing lance with supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel
Just blow it. In particular, immediately after charging waste into the furnace
Is the top of the raw material layer in the second zone and the free
The temperature in the second zone and the
And hydrocarbons produced, judging from the temperature in zone 3
(C m Hn : M ≧ 5) to decompose dioxins
Injection of supporting gas and auxiliary fuel if necessary
It is effective to do. Gasification melting of the invention of the above (4)
According to the method, without the use of expensive coke,
A series of processes of gasification melting, dehydration / pyrolysis and gas reforming
In one furnace and contains tar, dioxins, etc.
Clean exhaust gas can be obtained. In addition, exhaust gas
Although it contains dust containing low boiling heavy metals,
Dust removal equipment such as hot cyclone installed outside (dust collection
Means) to separate the dust and energy gas.
Can be released.

【0043】ホットサイクロンでも捕集困難な微細ダス
トの捕集には、水による洗浄処理が効果的である。ホッ
トサイクロンあるいは水処理によって分離回収されたダ
ストは低沸点重金属類を含むので、アルカリあるいは酸
による処理工程を経て濃縮することが可能である。これ
らホットサイクロンによる処理ならびに水による洗浄処
理については、公知の技術が適用できる。
For collecting fine dust which is difficult to collect even with a hot cyclone, washing with water is effective. The dust separated and recovered by the hot cyclone or water treatment contains heavy metals having a low boiling point, and thus can be concentrated through a treatment step using an alkali or an acid. Known techniques can be applied to the treatment using the hot cyclone and the cleaning treatment using water.

【0044】[0044]

【実施例】(実施例1)前記の図1に示した構成を有す
る竪型炉(ガス化溶融炉)を用い、1次羽口〜3次羽口
と上吹ランスを同時に使用し、廃棄物のガス化溶融試験
を行った。なお、竪型炉の各部の寸法、羽口その他取り
付け部品の数量およびそれらの配置は以下のとおりであ
る。 寸法 炉径:0.5m(但し、煉瓦内張り後の炉内径) 炉高:2.0m(但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ) 炉底から1次羽口までの高さ:0.3m 炉底から2次羽口までの高さ:0.6m 炉底から3次羽口までの高さ:1.6m 上吹ランス外径:50mmφ 上吹ランス孔: 中心孔:微粉炭+キャリアガス吹き込み用 1孔×3φ×0度(=鉛直方向) 側孔:酸素+窒素ガス吹き込み用 3孔×5φ×10度(=鉛直方向に対して10度傾斜) 但し側孔は中心孔の周囲に120度間隔に配置 炉底からランス先端までの高さ:標準1.8m(但し上下に可変) 第2ゾーンの熱電対の位置 :0.9m (第2ゾーンの熱電対の位置とは、第2ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 第3ゾーンの熱電対の位置 :1.1m (第3ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 数量 1次羽口:3個 2次羽口:3個 3次羽口:3個 上吹ランス:1個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:1個 サウンジングデバイス(原料層頂レベル計):1個 第2ゾーンの熱電対:3個 第3ゾーンの熱電対:3個 配置 1次羽口:周方向に120度毎の等間隔 2次羽口:周方向に120度毎の等間隔 3次羽口:周方向に120度毎の等間隔 上吹ランス:炉中心 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:炉底端 サウンジングデバイス:上吹ランスと側壁との間 第2ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 第3ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な3種類の都市ご
み(試料4、5および6とする)で、それぞれ乾燥度合
いが異なるため、廃棄物1kg当たり3408kca
l、2518kcalおよび1628kcalの湿量基
準低位発熱量を有するものである。表1にこれらの廃棄
物の組成を示す。なお、廃棄物の寸法は10〜100m
mであった。
(Example 1) Using a vertical furnace (gasification and melting furnace) having the structure shown in FIG. The material was subjected to a gasification melting test. In addition, the dimension of each part of a vertical furnace, the number of tuyere and other attachment parts, and their arrangement are as follows. Dimensions Furnace diameter: 0.5m (furnace inner diameter after brick lining) Furnace height: 2.0m (however, height from furnace bottom to furnace top after brick lining) Height from furnace bottom to primary tuyere Height: 0.3 m Height from furnace bottom to secondary tuyere: 0.6 m Height from furnace bottom to tertiary tuyere: 1.6 m Upper lance outer diameter: 50 mmφ Upper lance hole: Center hole: 1 hole for pulverized coal + carrier gas injection 1 hole x 3φ x 0 degrees (= vertical direction) Side hole: for oxygen + nitrogen gas injection 3 holes x 5φ x 10 degrees (= 10 degrees inclined to vertical direction) Arranged around the center hole at 120 degree intervals Height from furnace bottom to lance tip: Standard 1.8 m (variable up and down) Position of thermocouple in second zone: 0.9 m (temperature of thermocouple in second zone) The position is the height of the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone from the bottom of the furnace.) Position of the thermocouple: 1.1 m (The position of the thermocouple in the third zone refers to the height of the thermocouple installed in the freeboard space from the bottom of the furnace.) Quantity Primary tuyere: 3 pieces 2 Next tuyere: 3 Tertiary tuyere: 3 Upper blowing lance: 1 Discharge port of molten slag and molten metal: 1 Sounding device (raw material layer top level meter): 1 Thermocouple in second zone: 3 thermocouples in the third zone: 3 arrangement Primary tuyere: equidistant every 120 degrees in the circumferential direction Secondary tuyere: equidistant every 120 degrees in the circumferential direction Tertiary tuyere: 120 degrees in the circumferential direction Top-blowing lance: Furnace center Molten slag and molten metal outlet: Furnace bottom end Sounding device: Between top-blowing lance and side wall Thermocouple in the second zone: Peripheral 120-degree equally-spaced Zone 3 thermocouples: equally spaced every 120 degrees in the circumferential direction The waste used in the above test is generally In three municipal solid waste (designated as Sample 4, 5 and 6), for each drying degree are different, 3408Kca per waste 1kg
1, 2518 kcal and 1628 kcal with a low heat generation reference. Table 1 shows the composition of these wastes. The size of the waste is 10-100m
m.

【0045】[0045]

【表1】 使用した副原料(石灰石)および補助燃料(微粉炭)は
実施例1で用いたものと同一で、それぞれ表2および表
3に示した組成を有する。なお、石灰石は、10〜50
mmの塊状のものであり、また、微粉炭は、事前に乾燥
された1mm以下の粉状のものであった。
[Table 1] The auxiliary materials (limestone) and auxiliary fuel (pulverized coal) used were the same as those used in Example 1 and had the compositions shown in Tables 2 and 3, respectively. In addition, limestone is 10-50
mm, and the pulverized coal was a previously dried powdery powder of 1 mm or less.

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【表3】 1次羽口、2次羽口、3次羽口および上吹ランスから吹
き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースとし、これに窒素
を若干混合したガスである。それらの流量(酸素および
窒素それぞれの流量)を表4に示した。なお、表中で、
1次とは1次羽口を意味する。2次、3次についても同
様である。
[Table 3] The combustible gas blown from the primary tuyere, the secondary tuyere, the tertiary tuyere and the upper blowing lance is a gas based on oxygen and slightly mixed with nitrogen. Table 4 shows their flow rates (the flow rates of oxygen and nitrogen, respectively). In the table,
Primary means primary tuyere. The same applies to the second and third orders.

【0047】[0047]

【表4】 表4はこの試験の実施条件(定常状態)を示すもので、
試料4、5および6のそれぞれについて下記の(1)〜
(8)の手順にしたがって定めた。なお、試験において
は、最初、試料4を炉内へ装入してこの表4の試料4の
欄に示した条件で処理を行い、次いで、試料5に変更し
て同じく試料5の欄に示した条件で処理を行い、さらに
試料6に変更して試料6の欄に示した条件で処理を行っ
た。それぞれの試料の処理時間は24時間で、その間の
廃棄物の処理量は、各試料とも1トン(合計3トン)と
した。 (処理条件の設定手順) (1)最初に装入する廃棄物(ここでは、試料4を指
す)の組成をあらかじめ分析することにより求めた。こ
れはベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるた
め、また、造滓材として投入する石灰石量を決めるため
にも必要である。なお、石灰石量は、溶融スラグの流動
性が最もよいと考えられるスラグ塩基度(すなわち、
1.0)になるように調整した。 (2)ガス化溶融炉をあらかじめバーナー等で加熱し、
羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱していない常温のガ
スでも廃棄物が着火する状態にした。 (3)廃棄物を炉内に装入し、サウンジング高さ0.9
〜1.1mまで積み上げた。 (4)1次羽口から徐々に酸素ガスを流した後、溶融ス
ラグおよび溶融金属の排出口を開けた。 (5)試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層頂レベルが下
がったので、そのレベルを0.9〜1.1mの範囲に維
持するように原料(廃棄物および石灰石)を逐次投入し
た。定常状態では、廃棄物の投入速度は常に40kg/
hに設定した。 (6)第2ゾーンの内張り煉瓦の表面に取り付けられた
熱電対、および第3ゾーンのフリーボード空間に取り付
けられた熱電対により測定される温度が常に800〜1
400℃を維持するように、1次羽口、2次羽口、3次
羽口および上吹ランスから吹き込む酸素ガス量を調整し
た。
[Table 4] Table 4 shows the running conditions (steady state) of this test.
For each of Samples 4, 5, and 6, the following (1) to
It was determined according to the procedure of (8). In the test, first, sample 4 was charged into the furnace and treated under the conditions shown in the column of sample 4 in Table 4, and then changed to sample 5 and shown in the column of sample 5. The processing was performed under the conditions described above, and the processing was further performed under the conditions shown in the column of Sample 6 by changing to Sample 6. The processing time of each sample was 24 hours, and the amount of waste during that time was 1 ton (3 tons in total) for each sample. (Procedure for Setting Processing Conditions) (1) The composition of the initially charged waste (here, indicating the sample 4) was determined by previously analyzing the composition. This is necessary in order to determine the approximate value of the oxygen injection amount serving as a base, and also to determine the amount of limestone to be charged as a slag-making material. In addition, the amount of limestone is the slag basicity that the fluidity of molten slag is considered to be the best (that is,
1.0). (2) Preheat the gasification and melting furnace with a burner, etc.
Waste was ignited even at room temperature where the combustion supporting gas blown from the tuyere was not heated. (3) Waste is charged into the furnace and the sounding height is 0.9
1.11.1 m. (4) After gradually flowing oxygen gas from the primary tuyere, the outlets for the molten slag and the molten metal were opened. (5) During the test, since the top level of the raw material layer decreased with the burning of the waste, the raw materials (waste and limestone) were sequentially charged so as to maintain the level in the range of 0.9 to 1.1 m. In the steady state, the input speed of waste is always 40 kg /
h. (6) The temperature measured by the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone and the thermocouple attached to the freeboard space in the third zone is always 800 to 1
The amount of oxygen gas blown from the primary tuyere, secondary tuyere, tertiary tuyere and upper blowing lance was adjusted so as to maintain 400 ° C.

【0048】すなわち、荷下がり速度が速く、かつ第2
ゾーンおよび第3ゾーンの領域の温度が1400℃を超
えた場合には、1次羽口からの酸素ガスを減少させた。
逆に第2ゾーンの温度が800℃より低い場合には、2
次羽口および上吹ランスからの酸素ガス吹き込みを行っ
た。また、第3ゾーンの温度が800℃より低い場合に
は、3次羽口および上吹ランスからの酸素ガス吹き込み
を行った。 (7)溶融スラグおよび溶融金属の温度を測定し、所定
の温度の1400〜1600℃より低下した場合には、
1次羽口からの微粉炭吹き込みを行った。試料6がそれ
に該当するケースで、廃棄物自身の発熱量が小さい場合
には、1次羽口からの補助燃料の供給が必要となった。
またそれに伴い、2次羽口および上吹ランスからも微粉
炭吹き込みを行った。 (8)上記の(5)から(7)を繰り返し行うことによ
って最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹き込み量(す
なわち、表4の条件の欄に示した量)を導き出すことが
できた。ここで窒素は酸素の約1/10の量として吹き
込んだが、酸素濃度≧50%であれば、充分に的確に対
応することができた。また、試料を変更(試料4から試
料5へ、および試料5から試料6へ変更)した場合にお
いても、的確に対応することができた。
That is, the unloading speed is high and the second
When the temperature of the zone and the zone of the third zone exceeded 1400 ° C., the oxygen gas from the primary tuyere was reduced.
Conversely, if the temperature of the second zone is lower than 800 ° C., 2
Oxygen gas was blown from the next tuyere and upper blowing lance. When the temperature of the third zone was lower than 800 ° C., oxygen gas was blown from the third tuyere and the upper lance. (7) The temperature of the molten slag and the molten metal is measured, and when the temperature falls below a predetermined temperature of 1400 to 1600 ° C,
Pulverized coal was blown from the primary tuyere. When Sample 6 corresponds to this case and the amount of heat generated by the waste itself is small, it is necessary to supply auxiliary fuel from the primary tuyere.
Also, pulverized coal was blown from the secondary tuyere and the upper lance. (8) By repeating the above (5) to (7), it was possible to derive the optimum amount of the supporting gas and auxiliary fuel to be blown (that is, the amount shown in the condition column of Table 4). Here, nitrogen was blown in as an amount of about 1/10 of oxygen, but if the oxygen concentration was ≧ 50%, it was possible to adequately cope with it. In addition, even when the sample was changed (from sample 4 to sample 5 and from sample 5 to sample 6), it was possible to appropriately cope with the case.

【0049】以上の試験で得られた結果(実績)を表5
に示す。単位は廃棄物トン当たりの量である。表示した
ように、ダイオキシン類をほとんど含まないCOとH2
を主成分とする高カロリーのエネルギーガス(表中で
は、排ガスと表示)と、水銀、カドミウムおよび鉛等の
低沸点重金属類が濃縮されたダストを回収することがで
きた。なお、エネルギーガスとダストは、ガス排出口か
らダクトを経て炉外に排出させた後、ホットサイクロン
で分離回収した。
Table 5 shows the results (actual results) obtained in the above tests.
Shown in The unit is the amount per ton of waste. As indicated, CO and H 2 containing almost no dioxins
A high-calorie energy gas containing as a main component (denoted as exhaust gas in the table) and dust enriched with low-boiling heavy metals such as mercury, cadmium and lead could be recovered. The energy gas and dust were discharged outside the furnace through a gas outlet through a duct, and then separated and recovered by a hot cyclone.

【0050】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCmn( m≧5)のような
炭化水素は全く無視できる濃度であった。さらに、排ガ
ス中の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を
実施例1の場合より高めてガス化を促進しているため高
濃度であったが、この程度の濃度ならば、公知の技術
(例えば、排ガスの水処理)で充分除去できるので、プ
ロセス上の問題はない。
[0050] Also, at a concentration hydrocarbon entirely negligible, such as hydrocarbons in the exhaust gas, C m H n is a cause of particular cause pipe blockages (m ≧ 5). Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the temperature in each zone in the gasification and melting furnace was increased from that in Example 1 to promote gasification. Since it can be sufficiently removed by a known technique (for example, water treatment of exhaust gas), there is no problem in the process.

【0051】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属と溶融スラグを回収することができた。
溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に排出
させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
Further, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered.
The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0052】第1ゾーン〜第3ゾーンの羽口と上吹ラン
スを同時に使用したこの実施例2では、ガス化溶融炉内
の各ゾーンに支燃性ガスを万遍なく均一に吹き込むこと
ができたので、後述する実施例2および3と比較して、
下記の項目について優位性が認められた。
In the second embodiment in which the tuyeres of the first to third zones and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be uniformly and uniformly blown into each zone in the gasification and melting furnace. Therefore, as compared with Examples 2 and 3 described below,
The superiority was recognized for the following items.

【0053】酸素消費量の低減 補助燃料(微粉炭)消費量の低減 ダスト量の低減 ダスト中の低沸点重金属類の濃縮 エネルギーガス中のダイオキシン類および炭化水素ガ
スの低減
Reduction of oxygen consumption Reduction of auxiliary fuel (pulverized coal) consumption Reduction of dust amount Concentration of low-boiling heavy metals in dust Reduction of dioxins and hydrocarbon gas in energy gas

【0054】[0054]

【表5】 (実施例2)実施例1で用いた炉と同じ竪型炉(ガス化
溶融炉)、および同じ3種類の廃棄物(試料4、5およ
び6)を用い、1次羽口と上吹ランスのみを使用して廃
棄物のガス化溶融試験を行った。
[Table 5] (Example 2) Using the same vertical furnace (gasification melting furnace) as the furnace used in Example 1, and the same three kinds of wastes (samples 4, 5, and 6), a primary tuyere and an upper blowing lance The waste gasification and melting test was performed using only the sample.

【0055】試験の実施条件を表6に、試験結果(実
績)を表7に示す。単位は廃棄物トン当たりの量であ
る。表示したように、ダイオキシン類をほとんど含まな
いCOとH2 を主成分とする高カロリーのエネルギーガ
ス(表中では、排ガスと表示)と、水銀、カドミウムお
よび鉛等の低沸点重金属類が濃縮されたダストを回収す
ることができた。なお、エネルギーガスとダストは、ガ
ス排出口から炉外に排出させた後、ホットサイクロンを
経て分離回収した。
Table 6 shows the test conditions and Table 7 shows the test results (actual results). The unit is the amount per ton of waste. As displayed, (identified in the Table, the exhaust gas and display) high caloric energy gas mainly composed of CO and H 2 containing little dioxins and mercury, low-boiling heavy metals such as cadmium and lead are concentrated Dust could be recovered. The energy gas and the dust were discharged outside the furnace through the gas outlet, and then separated and collected through a hot cyclone.

【0056】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCmn( m≧5)のような
炭化水素は無視できる濃度であった。さらに、排ガス中
の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を高め
てガス化を促進しているため高濃度であったが、公知の
排ガス処理技術で充分除去できるので、プロセス上の問
題はない。
[0056] Also, at a concentration hydrocarbon negligible, such as hydrocarbons in the exhaust gas, it is responsible for particular cause pipe blockages C m H n (m ≧ 5 ). Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the gasification was promoted by raising the temperature of each zone in the gasification and melting furnace, but it can be sufficiently removed by a known exhaust gas treatment technology. No problem.

【0057】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属および溶融スラグを回収することができ
た。溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に
排出させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
Further, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered. The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0058】上吹ランスを使用したこの実施例3では、
ガス化溶融炉内の各ゾーンに支燃性ガスを比較的均一に
吹き込むことができたので、次に述べる実施例4(上吹
ランスを使用しない場合)と比較して、実施例2のラン
スの末尾に挙げた〜の項目について優位性が認めら
れた。
In the third embodiment using the upper blowing lance,
Since the combustion supporting gas could be relatively uniformly blown into each zone in the gasification and melting furnace, the lance of Example 2 was compared with the following Example 4 (when no upper blowing lance was used). The superiority was recognized for the items listed at the end of.

【0059】[0059]

【表6】 [Table 6]

【表7】 (実施例3)実施例1で用いた炉と同じ竪型炉(ガス化
溶融炉)、および同じ3種類の廃棄物(試料4、5およ
び6)を用い、上吹ランスを用いず、1次羽口〜3次羽
口のみを使用して廃棄物のガス化溶融試験を行った。
[Table 7] (Example 3) Using the same vertical furnace (gasification melting furnace) as the furnace used in Example 1, and the same three kinds of wastes (samples 4, 5, and 6), without using an upper blowing lance, 1 A waste gasification melting test was performed using only the next tuyere to the third tuyere.

【0060】試験の実施条件を表8に、試験結果(実
績)を表9に示す。単位は廃棄物トン当たりの量であ
る。表示したように、ダイオキシン類をほとんど含まな
いCOとH2 を主成分とする高カロリーのエネルギーガ
ス(表中では、排ガスと表示)と、水銀、カドミウムお
よび鉛等の低沸点重金属類が濃縮されたダストを回収す
ることができた。なお、エネルギーガスとダストは、ガ
ス排出口から炉外に排出させた後、ホットサイクロンを
経て分離回収した。
Table 8 shows the test conditions and Table 9 shows the test results (actual results). The unit is the amount per ton of waste. As displayed, (identified in the Table, the exhaust gas and display) high caloric energy gas mainly composed of CO and H 2 containing little dioxins and mercury, low-boiling heavy metals such as cadmium and lead are concentrated Dust could be recovered. The energy gas and the dust were discharged outside the furnace through the gas outlet, and then separated and collected through a hot cyclone.

【0061】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCmn( m≧5)のような
炭化水素は無視できる濃度であった。さらに、排ガス中
の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を高め
てガス化を促進しているため高濃度であったが、公知の
排ガス処理技術で充分除去できるので、プロセス上の問
題はない。
[0061] Also, at a concentration hydrocarbon negligible, such as hydrocarbons in the exhaust gas, it is responsible for particular cause pipe blockages C m H n (m ≧ 5 ). Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the gasification was promoted by raising the temperature of each zone in the gasification and melting furnace, but it can be sufficiently removed by a known exhaust gas treatment technology. No problem.

【0062】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属および溶融スラグを回収することができ
た。溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に
排出させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
Further, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered. The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0063】[0063]

【表8】 [Table 8]

【表9】 [Table 9]

【発明の効果】本発明のガス化溶融炉を用い、本発明の
方法にしたがって廃棄物の焼却を行えば、廃棄物中に含
まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収す
るとともに、廃棄物中に含まれる灰分と金属類をそれぞ
れ溶融スラグと溶融金属として回収することができる。
これによって、現在問題となっている一般廃棄物および
産業廃棄物の埋め立て費用の低減を図り、生成する副生
ガスを発電用燃料等に活用することが可能である。
According to the present invention, if the waste gas is incinerated in accordance with the method of the present invention using the gasification and melting furnace of the present invention, the organic matter contained in the waste is gasified and recovered as an energy gas, and the waste gas is recovered. Can be recovered as molten slag and molten metal, respectively.
As a result, it is possible to reduce the cost of landfilling general waste and industrial waste, which is a problem at present, and to use the generated by-product gas as a fuel for power generation.

【0064】また、ガス化溶融炉内の反応温度を高める
と、ガス化を促進し、低沸点重金属類の回収も可能とな
る。
When the reaction temperature in the gasification and melting furnace is increased, gasification is promoted, and it becomes possible to recover heavy metals having a low boiling point.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の廃棄物のガス化溶融炉の他の例の構成
を示す概略縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of another example of the waste gasification and melting furnace of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ガス化溶融炉本体 2:耐火れんが 3−1:ガス排出口 3−2:ガス排出ダクト 4:排ガス 5−1:1次羽口 5−2:2次羽口 5−3:3次羽口 6−1:1次羽口に吹き込む補助燃料 6−2:2次羽口に吹き込む補助燃料 6−3:3次羽口に吹き込む補助燃料 7−1:1次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−2:2次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−3:3次羽口に吹き込む支燃性ガス 8:溶融スラグおよび溶融金属の流れ 9:溶融スラグおよび溶融金属の排出口 10:プッシャー 11−1:廃棄物装入口 11−2:ホッパー 12:廃棄物 13:溶融スラグおよび溶融金属 14:炭化物を主体とする充填層 15:廃棄物を主体とする充填層 16:フリーボード 17:サウンジングデバイス(原料層頂レベル計) 19:温度変換器(熱電対の信号を温度に変換する装
置) 20:第2ゾーンの内張り煉瓦表面に備えられた熱電対 21:第3ゾーンのフリーボード空間に備えられた熱電
対 22:支燃性ガス 23:補助燃料 24−1:上吹ランス 24−2:ランス昇降装置 25:ホットサイクロン 26:エネルギーガス 27:ダスト
1: Gasification and melting furnace body 2: Refractory brick 3-1: Gas discharge port 3-2: Gas discharge duct 4: Exhaust gas 5-1: Primary tuyere 5-2: Secondary tuyere 5-3: Tertiary Tuyere 6-1: Auxiliary fuel to be blown into primary tuyere 6-2: Auxiliary fuel to be blown into secondary tuyere 6-3: Auxiliary fuel to be blown into tertiary tuyere 7-1: Fuel support to be blown into primary tuyere 7-2: Combustion gas blown into secondary tuyere 7-3: Combustion gas blown into tertiary tuyere 8: Flow of molten slag and molten metal 9: Discharge port of molten slag and molten metal 10 : Pusher 11-1: Waste inlet 11-2: Hopper 12: Waste 13: Molten slag and molten metal 14: Packing layer mainly composed of carbide 15: Packing layer mainly composed of waste 16: Free board 17 : Sounding device (raw material layer top level meter) 19: Temperature converter (A device for converting a signal of a thermocouple into a temperature) 20: a thermocouple provided on the surface of the lining brick in the second zone 21: a thermocouple provided in a free board space of the third zone 22: a combustion supporting gas 23: Auxiliary fuel 24-1: Upper blowing lance 24-2: Lance lifting device 25: Hot cyclone 26: Energy gas 27: Dust

───────────────────────────────────────────────────── 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 ZAB C22B 9/02 C22B 1/00 601 F23G 5/44 ZABZ 7/00 F23J 1/08 9/02 F27B 1/08 A F23G 5/44 ZAB 1/16 F23J 1/08 1/26 F27B 1/08 F27D 17/00 104K 1/16 B09B 3/00 ZAB 1/26 303K F27D 17/00 104 5/00 M (72)発明者 山本 高郁 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 弘孝 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10J 3/00 ZAB C22B 9/02 C22B 1/00 601 F23G 5/44 ZABZ 7/00 F23J 1/08 9 / 02 F27B 1/08 A F23G 5/44 ZAB 1/16 F23J 1/08 1/26 F27B 1/08 F27D 17/00 104K 1/16 B09B 3/00 ZAB 1/26 303K F27D 17/00 104 5 / 00 M (72) Inventor Takaiku Yamamoto 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Hirotaka Sato 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Sumitomo Metal Industry Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機物をガ
ス化してエネルギーガスとして回収し、かつ廃棄物中の
低沸点重金属類をガス化してエネルギーガスに随伴され
るダストとして回収するとともに、廃棄物中の灰分と金
属類を溶融物として回収する竪型の廃棄物のガス化溶融
炉であって、上部に前記廃棄物を装入する廃棄物装入口
と、生成するガスおよびダストを排出するガス排出口な
らびにこのガス排出口にガス排出ダクトを介して接続さ
れたダスト回収手段を有し、下部に溶融スラグおよび溶
融金属の排出口を有し、前記ガス排出口と溶融スラグお
よび溶融金属の排出口との間に、それぞれ独立して支燃
性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる羽口であ
って、廃棄物の脱水・熱分解により生成する炭化物を燃
焼、ガス化するための羽口を含む高さ方向に少なくとも
1段の羽口を有し、かつ炉の上部に炉内に向けて昇降可
能な支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
上吹ランスを有し、さらに、前記装入された廃棄物のレ
ベルを計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測する
手段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する
手段を有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。
1. Burning waste, gasifying organic matter in the waste and recovering it as an energy gas, and gasifying low-boiling heavy metals in the waste to recover it as dust accompanying the energy gas. A vertical waste gasification and melting furnace for recovering ash and metals in waste as a melt, a waste loading inlet for charging the waste at the top, and gas and dust generated. A gas discharge port to be discharged and dust collecting means connected to the gas discharge port via a gas discharge duct; a discharge port for molten slag and molten metal at a lower portion; A tuyere capable of independently injecting a supporting gas and an auxiliary fuel between a metal outlet and a tuyere, which burns and gasifies carbides generated by dehydration and pyrolysis of waste. Having at least one stage of tuyere in the height direction including the tuyere, and having an upper blowing lance at the upper part of the furnace capable of injecting a combustible gas and an auxiliary fuel which can be raised and lowered into the furnace. And a means for measuring the level of the charged waste, a means for measuring the temperature in the vicinity of the tuyere in the middle stage, and a means for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace. Gasification and melting furnace for waste.
【請求項2】請求項1に記載の廃棄物のガス化溶融炉を
用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、廃棄物装
入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾーンでの
反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガス
および低沸点重金属類を含むダストと、溶融スラグおよ
び溶融金属とし、前者を炉上部に設けられたガス排出口
から回収してエネルギーガスとダストに分離し、後者を
炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口
から回収することを特徴とする廃棄物のガス化溶融方
法。 〔第1ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を下
段の羽口から吹き込み、第2ゾーンで生成した炭化物を
燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させるとともに炭化
物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融スラグおよび
溶融金属とする。 〔第2ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を中
段の羽口および/または上吹ランスから吹き込み、第1
ゾーンで発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装
入口から装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化
水素ガスに熱分解するとともに、低沸点重金属類をガス
化する。 〔第3ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を上
段の羽口および/または上吹ランスから吹き込み、第2
ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解してCOとH2
を主成分とするエネルギーガスとし、ガス状の低沸点重
金属類をダストとする。
2. A method for gasifying and melting wastes using the waste gasification and melting furnace according to claim 1, wherein the wastes charged into the furnace from a waste charging inlet are: the reaction in each zone, and the dust including energy gas and low-boiling heavy metals mainly containing CO and H 2, and molten slag and the molten metal, is recovered from the gas discharge port provided the former furnace upper A gasification and melting method for waste, comprising separating into energy gas and dust, and collecting the latter from a discharge port of molten slag and molten metal provided at a lower part of the furnace. [First Zone] A supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the lower tuyere to burn and gasify the carbide generated in the second zone to generate a reducing gas, and to reduce ash contained in the carbide. The metals are melted into molten slag and molten metal. [Second Zone] The supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the tuyere in the middle stage and / or the upper blowing lance,
The reducing gas generated in the zone is secondarily burned, and the waste charged from the waste loading inlet is dehydrated and heated to thermally decompose into carbide and hydrocarbon gas, while gasifying low-boiling heavy metals. [Third Zone] The supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the upper tuyere and / or upper blowing lance,
The hydrocarbon gas generated in the zone is thermally decomposed to CO and H 2
As the main component, and gaseous low-boiling heavy metals as dust.
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