JP2001289412A

JP2001289412A - 廃棄物処理設備の始動方法

Info

Publication number: JP2001289412A
Application number: JP2000100013A
Authority: JP
Inventors: Taro Kusakabe; 太郎日下部; Fumihiro Miyoshi; 史洋三好
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物をガス化、溶融処理する廃棄物処理設
備において、設備の始動時に短時間で炉体の熱補償を行
うことが可能な廃棄物処理設備の始動方法の提供。【解決手段】廃棄物を乾燥、熱分解、炭化する乾留・
炭化炉４と、乾留・炭化炉で得られた炭化生成物を酸素
含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高温反応炉５を
有する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあ
たり、予め、高温反応炉に炭材を充填し、炭材を部分酸
化・ガス化し高温反応炉を昇温するか、もしくは、炭材
と炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材との混合物を
乾留・炭化炉で加熱処理し、得られた熱処理物を高温反
応炉で部分酸化・ガス化、溶融し高温反応炉を昇温した
後、乾留・炭化炉で得られる廃棄物の炭化生成物の部分
酸化・ガス化、溶融を行う廃棄物処理設備の始動方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の廃棄物をガ
ス化、溶融処理する廃棄物処理設備において、短時間で
炉体の熱補償を行うことが可能な廃棄物処理設備の始動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、廃棄物処理場の不足が顕著化して
おり、産業廃棄物あるいは一般廃棄物の多くは、発生し
たままの姿で、あるいは何らかの事前処理の上、焼却処
理し減容化した後に、埋立などの最終処分が行われる場
合が多い。上記した焼却処理の方法としては様々な方法
が挙げられるが、近年、焼却場における発生ガス中のダ
イオキシン類など有害物質の管理が問題となっており、
高温酸化雰囲気で有害物を分解することが可能な処理方
法が求められている。

【０００３】このような高温処理が可能な廃棄物処理方
法として、特開平６−26626 号公報、特開平６−792352
号公報、特開平７−323270号公報に開示された廃棄物処
理プロセスが挙げられる。上記したプロセスは、廃棄物
を圧縮成形後、乾燥、熱分解、炭化し、生成した炭化生
成物をガス化、溶融して燃料ガスおよびスラグ、金属を
得る廃棄物処理プロセスである。

【０００４】図４に、上記した廃棄物処理設備を側断面
図によって示す。図４において、１は廃棄物を回分的
（バッチ的）に加圧、圧縮する圧縮装置、２は圧縮用ピ
ストン、３は圧縮支持盤、４は圧縮された廃棄物（圧縮
廃棄物）（以下、圧縮成形物とも記す）を乾燥、熱分
解、炭化するための乾留・炭化炉である横型のトンネル
式加熱炉（以下トンネル式加熱炉とも記す）、4aは圧縮
成形物の乾燥領域、4bは圧縮成形物の熱分解、炭化領
域、4eはトンネル式加熱炉４の廃棄物の入口、4fはトン
ネル式加熱炉４の炭化生成物の出口（：高温反応炉５の
側壁に設けられた炭化生成物入口）、５は竪型の高温反
応炉、6a、6bはトンネル式加熱炉４の側壁内に配設され
た炉加熱用高温ガスの流通パイプ、10a 、10i は圧縮成
形物、11、11i 、11n は炭化生成物、12は炭化生成物11
と燃焼残渣の混合物である堆積層（以下、堆積層とも記
す）、14は溶融物、14H は溶融物排出口、15は酸素含有
ガス供給管、15a は高温反応炉５への酸素含有ガス供給
口（以下、高温反応炉酸素含有ガス供給口とも記す）、
16は高温反応炉５の下部側壁に接続された水平型筒状加
熱炉である溶融物加熱・保温炉（以下、溶融物加熱・保
温炉とも記す）、16e は溶融物加熱・保温炉16の入口、
17は溶融物加熱・保温炉16の加熱装置であるバーナ、17
a は溶融物加熱・保温炉16内に高温燃焼ガスを供給する
燃焼ガス供給口、20は廃棄物投入口、21は廃棄物投入口
の蓋、30は高温反応炉５から排出される高温反応炉発生
ガス（以下、発生ガスとも記す）の冷却装置（急冷装
置）、31はガス精製装置、32は高温反応炉５の発生ガス
排出口、33は精製ガス、f₁は圧縮成形物10a 、10i の移
動方向、f₂は炭化生成物11i 、11n の移動方向、f₃はト
ンネル式加熱炉４内で生成した熱分解ガスの流れ方向、
f₄は高温反応炉５内への酸素含有ガスの吹き込み方向、
f₅は圧縮用ピストン２の移動方向、f₆は圧縮支持盤３の
移動方向、f₇は廃棄物投入口20の蓋21の回転方向を示
す。

【０００５】図４に示す廃棄物処理設備においては、先
ず、廃棄物投入口20から圧縮装置１内へ所定量供給した
廃棄物を、回分的に圧縮装置１を用いて圧縮してち密な
圧縮成形物10a とする。次に、この圧縮成形物10a を、
流通パイプ6a、6b内を流通する高温ガスによって加熱さ
れた細長いトンネル式加熱炉４内へ押し込む。

【０００６】圧縮成形物10a の断面形状は、トンネル式
加熱炉４の入口4eの内壁断面と同形、同一寸法であり、
圧縮成形物10a はトンネル式加熱炉４の内壁と接触状態
を保ったまま押し込めるため、トンネル式加熱炉入口で
加熱炉内雰囲気をシールできる。圧縮成形物10i は、順
次新しい成形物が押し込まれる毎に、トンネル式加熱炉
４内を滑りながら移動する。

【０００７】トンネル式加熱炉４は、前記したように流
通パイプ6a、6b内を流通する高温ガスによって加熱さ
れ、内部は600 ℃程度まで昇温され、圧縮成形物10i の
移動、昇温過程において、圧縮成形物10i が乾燥、熱分
解、炭化する。炭化生成物11n および熱分解、炭化によ
り発生したガスは、高温反応炉５の側壁に設けられた炭
化生成物入口4fから1000℃以上に維持された高温反応炉
５内へ装入、供給される。

【０００８】炭化生成物11n は高温反応炉５の下部に堆
積して堆積層12を形成する。堆積層12の炭化生成物11n
は、高温反応炉５の下部の高温反応炉酸素含有ガス供給
口15a から供給される酸素含有ガスで、可燃分が部分酸
化・ガス化され、トンネル式加熱炉４からのガスと共
に、高温反応炉５の上部1000℃以上の領域で２秒以上滞
留し、一酸化炭素と水素を含む燃料用の合成ガスとして
回収できる。

【０００９】すなわち、高温反応炉５の下部の高温反応
炉酸素含有ガス供給口15a から堆積層12中へ供給する酸
素含有ガスで、堆積層の可燃物を燃焼（部分酸化・ガス
化）させ、そのエネルギーで堆積層中の不燃分（金属、
灰分など）を溶融する。燃焼時に発生したガスは、堆積
層12内を通って高温反応炉５を上昇し、この上昇ガス
は、高温反応炉５の下部の堆積層内で炭化生成物11と向
流熱交換を行い、炭化生成物11の顕熱を増加する。

【００１０】この結果、顕熱の大きい炭化生成物11が高
温反応炉５の炉底近傍の燃焼・溶融部に供給されるた
め、エネルギー的に容易に炭化生成物11を部分酸化・ガ
ス化し、炭化生成物11中の不燃分を溶融することができ
る。また、高温反応炉５の下部側壁に接続された溶融物
加熱・保温炉16で溶融物14をバーナなどの加熱装置17で
加熱し、溶融物組成を均質化し、溶融物14は溶融物排出
口14H から溶融スラグ、溶融金属として回収される。

【００１１】以上、廃棄物の乾留・炭化炉４、高温反応
炉５および溶融物加熱・保温炉16を配設した従来の廃棄
物処理プロセスについて述べたが、従来の廃棄物処理プ
ロセスにおいては、下記の問題があった。すなわち、上
記した従来の廃棄物処理プロセスによれば、廃棄物処理
設備の始動時は、高温反応炉５内を空にした状態で、溶
融物加熱・保温炉の加熱装置（バーナ）17で多量の燃料
ガスを燃焼させ炉体を加熱する。

【００１２】しかし、燃料ガスの燃焼では燃焼ガス単位
容積当たりの含熱量が小さいため、熱補償を行うために
廃棄物処理設備の始動に長時間を要する問題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、種々の廃棄物をガス化、溶融
処理する廃棄物処理設備において、廃棄物処理設備の始
動時に短時間で炉体の熱補償を行うことが可能な廃棄物
処理設備の始動方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、廃棄物を
乾燥、熱分解、炭化する乾留・炭化炉と、該乾留・炭化
炉で得られた炭化生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガ
ス化、溶融する高温反応炉を有する廃棄物処理設備を用
いて廃棄物の処理を行うにあたり、予め、前記高温反応
炉に炭材を充填し、該炭材を部分酸化・ガス化し前記高
温反応炉を昇温した後、前記乾留・炭化炉で得られる廃
棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス化、溶融を行うこと
を特徴とする廃棄物処理設備の始動方法である。

【００１５】第２の発明は、廃棄物を乾燥、熱分解、炭
化する乾留・炭化炉と、該乾留・炭化炉で得られた炭化
生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高
温反応炉を有する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理
を行うにあたり、炭材と該炭材間の隙間を埋めるための
隙間充填材との混合物を前記乾留・炭化炉で加熱処理
し、得られた熱処理物を前記高温反応炉で部分酸化・ガ
ス化、溶融し前記高温反応炉を昇温した後、前記乾留・
炭化炉で得られる廃棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス
化、溶融を行うことを特徴とする廃棄物処理設備の始動
方法である。

【００１６】第３の発明は、廃棄物を乾燥、熱分解、炭
化する乾留・炭化炉と、該乾留・炭化炉で得られた炭化
生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高
温反応炉を有する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理
を行うにあたり、予め前記高温反応炉に炭材を充填後、
炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材との混
合物を前記乾留・炭化炉で加熱処理し、得られた熱処理
物と前記した予め充填した炭材を前記高温反応炉で部分
酸化・ガス化、溶融し、前記高温反応炉を昇温した後、
前記乾留・炭化炉で得られる廃棄物の炭化生成物の部分
酸化・ガス化、溶融を行うことを特徴とする廃棄物処理
設備の始動方法である。

【００１７】前記した第１の発明〜第３の発明において
は、前記炭材の〔（灰分の質量）／（固定炭素の質
量）〕が1.5 以下であることが好ましく、より好ましく
は1.0 以下であり、さらに好ましくは0.2 以下である。
また、前記した第１の発明〜第３の発明においては、前
記炭材が、コークス、石炭および木炭から選ばれる１種
または２種以上であることが好ましい。

【００１８】また、前記した第２の発明、第３の発明に
おいては、前記隙間充填材が可燃性物質であって、該隙
間充填材の〔（灰分の質量）／（固定炭素の質量）〕が
1.5以下であることが好ましい。さらに、前記した第２
の発明、第３の発明においては、前記隙間充填材が、も
みがら、木屑、生ごみ、綿屑および糸屑から選ばれる１
種または２種以上であることが好ましい。

【００１９】なお、前記した第２の発明、第３の発明に
おける炭材間の隙間とは、炭材粒子同士の間の隙間もし
くは塊状の炭材同士の間の隙間もしくは炭材粒子と塊状
の炭材同士の間の隙間を示す。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、第１の発明、第
２の発明、第３の発明の順に、さらに詳細に説明する。〔第１の発明：〕図１に、本発明に係わる廃棄物処理設
備の一例を側断面図によって示す。

【００２１】図１において、40は炭材、19A 、19B 、19
C は炉壁煉瓦温度測定用の熱電対を示し、その他の符号
は前記した図４と同一の内容を示す。第１の発明は、廃
棄物を乾燥、熱分解、炭化する乾留・炭化炉４と、乾留
・炭化炉４で得られた炭化生成物を酸素含有ガスで部分
酸化・ガス化、溶融する高温反応炉５を有する廃棄物処
理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあたり、予め、高
温反応炉５に炭材40を充填し、炭材40を部分酸化・ガス
化し高温反応炉５を昇温した後、乾留・炭化炉４で得ら
れる廃棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス化、溶融を行
う廃棄物処理設備の始動方法である。

【００２２】すなわち、図１に示すように、第１の発明
においては、設備始動に際して予め高温反応炉５に炭材
40を充填する。炭材40は、少なくとも高温反応炉５の下
部に充填することが好ましい。これは、炭材40を高温反
応炉５の下部に充填することによって、炭材40と高温反
応炉酸素含有ガス供給口15a から供給される酸素含有ガ
スとの燃焼反応で生成した高温燃焼ガスが高温反応炉５
の下部から上昇し、高温反応炉５がその高さ方向におい
て全体的かつ迅速に加熱されると共に、溶融物加熱・保
温炉16へも燃焼ガスの熱が容易に伝達され溶融物加熱・
保温炉16も迅速に昇温されるためである。

【００２３】なお、図１に示すように、炭材40は、高温
反応炉５の下部から上部の領域および乾留・炭化炉４に
充填することも好ましい。これは、高温反応炉５の下部
に充填した炭材40の燃焼のみでは高温反応炉５の昇温が
不十分な場合、炭材40を高温反応炉５の下部から上部ま
で充填しておくことによって、高温反応炉５の昇温に十
分な燃焼熱を得ることができ、また、炭材40を乾留・炭
化炉４に充填しておき、高温反応炉５の炭材40の燃焼の
進行に合わせて乾留・炭化炉４の炭材40を高温反応炉５
に供給することによって、高温反応炉５の昇温を十分に
行うことができるためである。

【００２４】上記した炭材40の充填領域は、廃棄物処理
設備の規模によって適宜決定することができる。本発明
においては、炭材の〔（灰分の質量）／（固定炭素の質
量）〕が1.5 以下であることが好ましい。これは、炭材
の〔（灰分の質量）／（固定炭素の質量）〕が1.5 を超
える場合、高温反応炉酸素含有ガス供給口15a から供給
される酸素含有ガスと炭材との燃焼反応時に副生する炭
材中の灰分の溶融物すなわち溶融スラグの量が多くな
り、未だ低温状態にある溶融物加熱・保温炉16内を流動
する過程で固化し、溶融物排出口14H などにおける閉塞
をもたらすためである。

【００２５】また、上記した炭材40としては、コーク
ス、石炭および木炭から選ばれる１種または２種以上を
用いることが好ましい。これは、上記した炭材は燃焼性
に優れ、発熱量が高いため、予め充填した炭材量で高温
反応炉５および溶融物加熱・保温炉16が昇温できるため
である。以下、さらに具体的に図１に示す廃棄物処理設
備の始動方法および廃棄物の処理方法について述べる。

【００２６】図１に示す廃棄物処理設備は、廃棄物を乾
燥、熱分解、炭化するための乾留・炭化炉であるトンネ
ル式加熱炉４と、該トンネル式加熱炉４の炭化生成物の
出口4fと接続され、トンネル式加熱炉４で得られた炭化
生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する竪
型の高温反応炉５を有している。本発明においては、上
記した廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあ
たり、予め、高温反応炉５に炭材40を充填し、炭材40を
部分酸化・ガス化し高温反応炉５を昇温することによっ
て、廃棄物処理設備を始動する。

【００２７】次に、前記した図４に示す廃棄物処理設備
と同様の方法で廃棄物の処理を行う。すなわち、圧縮成
形した廃棄物（：圧縮成形物10i ）を乾燥、熱分解、炭
化して得られた炭化生成物11n を、高温反応炉５の側壁
に設けられた炭化生成物入口4fから高温反応炉５内に装
入し、高温反応炉５内に堆積した炭化生成物11中に酸素
含有ガスを供給し、炭化生成物11を部分酸化・ガス化、
溶融することによって廃棄物の処理を行う。

【００２８】高温反応炉５で発生したガスは、精製ガス
（燃料用の合成ガス）33として回収する。また、高温反
応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉16で
溶融物14をバーナなどの加熱装置17で加熱し、溶融物に
含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物14は
溶融物排出口14H から溶融スラグ、溶融金属として回収
される。

【００２９】以上、第１の発明について述べたが、本発
明によれば、廃棄物処理設備の始動時に短時間で炉体の
熱補償を行うことが可能となった。〔第２の発明：〕前記した第１の発明において炭材とし
てコークスを用いた場合、コークスは硬いため、圧縮装
置１で圧縮しても十分に圧縮されず隙間が生じる。

【００３０】前記した図１においては、図示するように
乾留・炭化炉４の入口に廃棄物の圧縮成形物10a を配置
し、廃棄物の圧縮成形物10a のシール機能によって、高
温反応炉５の発生ガスが、乾留・炭化炉４内のコークス
の隙間を経由して乾留・炭化炉４の入口から外部に漏洩
することを防止できる。しかしながら、高温反応炉５も
しくは高温反応炉５と乾留・炭化炉４に充填したコーク
スが燃え尽きた後は、乾留・炭化炉４の入口から廃棄物
の圧縮成形物を追加装入せざるを得ない。

【００３１】これは、図１に示す乾留・炭化炉４の入口
の廃棄物の圧縮成形物10a が乾留・炭化炉４内に装入、
押し込まれていくと、移動過程において乾燥、熱分解、
炭化によって収縮し、ガスのシール機能が無くなるため
である。第２の発明の目的は、高温反応炉の発生ガス
が、乾留・炭化炉に流入し、乾留・炭化炉の入口から外
部に漏洩することを防止すると共に、廃棄物処理設備の
始動時に短い時間で炉体の熱補償を行うことが可能な廃
棄物処理設備の始動方法を提供することである。

【００３２】図２に、本発明に係わる廃棄物処理設備の
一例を側断面図によって示す。図２において、41a 、41
i は炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材と
の混合物、42、42i 、42n は前記混合物の熱処理物を示
し、その他の符号は図１、図４と同一の内容を示す。な
お、図２において、41a 、41i は前記混合物の圧縮成形
物、42、42i 、42nは前記混合物の圧縮成形物の熱処理
物である。

【００３３】第２の発明は、廃棄物を乾燥、熱分解、炭
化するための乾留・炭化炉４と、乾留・炭化炉４で得ら
れた炭化生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶
融する高温反応炉５を有する廃棄物処理設備を用いて廃
棄物の処理を行うにあたり、炭材と該炭材間の隙間を埋
めるための隙間充填材との混合物を乾留・炭化炉４で加
熱処理し、得られた熱処理物を高温反応炉５で部分酸化
・ガス化、溶融し高温反応炉５を昇温した後、乾留・炭
化炉４で得られる廃棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス
化、溶融を行う廃棄物処理設備の始動方法である。

【００３４】すなわち、図２に示すように、第２の発明
においては、廃棄物の処理を行うにあたり、予め、炭材
と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材との混合物
を乾留・炭化炉４で加熱処理し、得られた熱処理物を高
温反応炉５で部分酸化・ガス化、溶融し高温反応炉５を
昇温する。上記した第２の発明によれば、炭材と該炭材
間の隙間を埋めるための隙間充填材との混合物を乾留・
炭化炉４に装入することによって、乾留・炭化炉内の炭
材粒子間に隙間が形成されず、高温反応炉５の発生ガス
が乾留・炭化炉４に流入し乾留・炭化炉の入口から外部
に漏洩することを防止できると共に、高温反応炉５に高
温かつさらには発熱量の高い可燃物を連続的に供給する
ことができ、廃棄物処理設備の始動時に短い時間で高温
反応炉５および溶融物加熱・保温炉16の熱補償を行うこ
とができる。

【００３５】なお、本発明においては、設備の始動時間
を短くするために、予め、熱処理を行わない前記した炭
材と隙間充填材との混合物および／または熱処理を行わ
ない該混合物の圧縮成形物を高温反応炉５に装入するこ
とも好ましい。本発明においては、前記した第１の発明
と同様の理由で、炭材の〔（灰分の質量）／（固定炭素
の質量）〕が1.5 以下であることが好ましい。

【００３６】また、本発明においては、前記した第１の
発明と同様の理由で、炭材として、コークス、石炭およ
び木炭から選ばれる１種または２種以上を用いることが
好ましい。また、本発明においては、前記した炭材間の
隙間を埋めるための隙間充填材が可燃性物質であって、
該隙間充填材の〔（灰分の質量）／（固定炭素の質
量）〕が1.5 以下であることが好ましい。

【００３７】これは、隙間充填材の〔（灰分の質量）／
（固定炭素の質量）〕が1.5 を超える場合、高温反応炉
酸素含有ガス供給口15a から供給される酸素含有ガスと
隙間充填材との燃焼反応時に副生する隙間充填中の灰分
の溶融物すなわち溶融スラグの量が多くなり、未だ低温
状態にある溶融物加熱・保温炉16内を流動する過程で固
化し、溶融物排出口14H などにおける閉塞をもたらすた
めである。

【００３８】上記した隙間充填材としては、もみが
ら（：モミガラ）、おが屑などの木屑、生ごみ、綿屑お
よび糸屑から選ばれる１種または２種以上を用いること
が好ましい。以下、さらに具体的に図２に示す廃棄物処
理設備の始動方法および廃棄物の処理方法について述べ
る。

【００３９】図２に示す廃棄物処理設備は、廃棄物を乾
燥、熱分解、炭化するための乾留・炭化炉であるトンネ
ル式加熱炉４と、該トンネル式加熱炉４の炭化生成物の
出口4fと接続され、トンネル式加熱炉４で得られた炭化
生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する竪
型の高温反応炉５を有している。本発明においては、上
記した廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあ
たり、予め、炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間
充填材との混合物をトンネル式加熱炉４で加熱処理し、
得られた熱処理物を高温反応炉５で部分酸化・ガス化、
溶融し高温反応炉５を昇温することによって、廃棄物処
理設備を始動する。

【００４０】次に、前記した図４に示す廃棄物処理設備
と同様の方法で廃棄物の処理を行う。すなわち、圧縮成
形した廃棄物（：圧縮成形物10i ）を乾燥、熱分解、炭
化して得られた炭化生成物11n を、高温反応炉５の側壁
に設けられた炭化生成物入口4fから高温反応炉５内に装
入し、高温反応炉５内に堆積した炭化生成物11中に酸素
含有ガスを供給し、炭化生成物11を部分酸化・ガス化、
溶融することによって廃棄物の処理を行う。

【００４１】高温反応炉５で発生したガスは、精製ガス
（燃料用の合成ガス）33として回収する。また、高温反
応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉16で
溶融物14をバーナなどの加熱装置17で加熱し、溶融物に
含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物14は
溶融物排出口14H から溶融スラグ、溶融金属として回収
される。

【００４２】以上、第２の発明について述べたが、本発
明によれば、高温反応炉５の発生ガスが乾留・炭化炉４
に流入し乾留・炭化炉の入口から外部に漏洩することを
防止できると共に、高温反応炉５に高温かつさらには発
熱量の高い可燃物を連続的に供給することができ、廃棄
物処理設備の始動時に短時間で高温反応炉５および溶融
物加熱・保温炉16の熱補償を行うことができる。

【００４３】〔第３の発明：〕第３の発明は、前記した
第１の発明と第２の発明を組み合わせることによって、
廃棄物処理設備をさらに迅速に始動可能としたものであ
る。図３に、本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を側
断面図によって示す。図３において、40は炭材、41a 、
41i は炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材
との混合物を示し、その他の符号は図１、図２、図４と
同一の内容を示す。

【００４４】なお、図３において、41a 、41i は前記混
合物の圧縮成形物である。第３の発明は、廃棄物を乾
燥、熱分解、炭化するための乾留・炭化炉４と、乾留・
炭化炉４で得られた炭化生成物を酸素含有ガスで部分酸
化・ガス化、溶融する高温反応炉５を有する廃棄物処理
設備を用いて廃棄物の処理を行うにあたり、予め高温反
応炉５に炭材を充填後、炭材と該炭材間の隙間を埋める
ための隙間充填材との混合物41を乾留・炭化炉４で加熱
処理し、得られた熱処理物と上記した予め充填した炭材
を高温反応炉５で部分酸化・ガス化、溶融し、高温反応
炉５を昇温した後、乾留・炭化炉４で得られる廃棄物の
炭化生成物の部分酸化・ガス化、溶融を行う廃棄物処理
設備の始動方法である。

【００４５】すなわち、図３に示すように、第３の発明
においては、廃棄物の処理を行うにあたり、予め高温反
応炉５に炭材を充填後、炭材と該炭材間の隙間を埋める
ための隙間充填材との混合物を乾留・炭化炉４で加熱処
理し、得られた熱処理物と上記した予め充填した炭材を
高温反応炉５で部分酸化・ガス化、溶融し、高温反応炉
５を昇温する。

【００４６】上記した第３の発明によれば、下記の効果
が得られる。 (1) 予め高温反応炉５に炭材が充填されているため、高
温反応炉酸素含有ガス供給口15a からの酸素含有ガスの
供給による炭材の部分酸化・ガス化によって、迅速に高
温反応炉５の昇温が開始される。 (2) 炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材と
の混合物を乾留・炭化炉４に装入することによって、前
記した第２の発明と同様の作用で、高温反応炉５の発生
ガスが乾留・炭化炉４に流入し乾留・炭化炉４の入口か
ら外部に漏洩することを防止できる。

【００４７】(3) 高温反応炉５に高温かつさらには発熱
量の高い可燃物を連続的に供給することができ、高温反
応炉５もしくは高温反応炉５と乾留・炭化炉４に充填し
たコークスが燃え尽きた後も、高温反応炉５の発生ガス
が乾留・炭化炉４の入口から外部に漏洩することを防止
しつつ高温反応炉５および溶融物加熱・保温炉16の熱補
償を十分に行うことができる。

【００４８】すなわち、第３の発明によれば、高温反応
炉５および溶融物加熱・保温炉16の熱補償を十分に行う
ことができ、廃棄物処理設備をさらに迅速に始動するこ
とが可能となる。本発明においては、前記した第１の発
明と同様の理由で、炭材の〔（灰分の質量）／（固定炭
素の質量）〕が1.5 以下であることが好ましい。

【００４９】また、本発明においては、前記した第１の
発明と同様の理由で、炭材として、コークス、石炭およ
び木炭から選ばれる１種または２種以上を用いることが
好ましい。また、本発明においては、前記した第２の発
明と同様の理由で、前記した炭材間の隙間を埋めるため
の隙間充填材が可燃性物質であって、該隙間充填材の
〔（灰分の質量）／（固定炭素の質量）〕が1.5 以下で
あることが好ましい。

【００５０】上記した隙間充填材としては、もみが
ら（：モミガラ）、おが屑などの木屑、生ごみ、綿屑お
よび糸屑から選ばれる１種または２種以上を用いること
が好ましい。以下、さらに具体的に図３に示す廃棄物処
理設備の始動方法および廃棄物の処理方法について述べ
る。

【００５１】図３に示す廃棄物処理設備は、廃棄物を乾
燥、熱分解、炭化するための乾留・炭化炉であるトンネ
ル式加熱炉４と、該トンネル式加熱炉４の炭化生成物の
出口4fと接続され、トンネル式加熱炉４で得られた炭化
生成物を酸素含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する竪
型の高温反応炉５を有している。本発明においては、上
記した廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあ
たり、予め高温反応炉５に炭材を充填後、炭材と該炭材
間の隙間を埋めるための隙間充填材との混合物41をトン
ネル式加熱炉４で加熱処理し、得られた熱処理物と上記
した予め充填した炭材を高温反応炉５で部分酸化・ガス
化、溶融し、高温反応炉５を昇温する。

【００５２】次に、前記した図４に示す廃棄物処理設備
と同様の方法で廃棄物の処理を行う。すなわち、圧縮成
形した廃棄物（：圧縮成形物10i ）を乾燥、熱分解、炭
化して得られた炭化生成物11n を、高温反応炉５の側壁
に設けられた炭化生成物入口4fから高温反応炉５内に装
入し、高温反応炉５内に堆積した炭化生成物11中に酸素
含有ガスを供給し、炭化生成物11を部分酸化・ガス化、
溶融することによって廃棄物の処理を行う。

【００５３】高温反応炉５で発生したガスは、精製ガス
（燃料用の合成ガス）33として回収する。また、高温反
応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉16で
溶融物14をバーナなどの加熱装置17で加熱し、溶融物に
含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物14は
溶融物排出口14H から溶融スラグ、溶融金属として回収
される。

【００５４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。表１に、下記実施例１〜５において用い
た炭材および炭材の隙間充填材の〔（灰分の質量）／
（固定炭素の質量）〕を示す。なお、灰分、固定炭素
は、下記内容を示す。

【００５５】〔灰分：〕工業分析（JIS M 8812）に基づ
き、100 ℃乾燥試料を、空気雰囲気下で815 ±10℃で加
熱灰化したときの残渣。〔固定炭素：〕100 ℃乾燥試料を、無酸素状態で600 ℃
で一時間保持した後の試料中の炭素。

【００５６】（比較例）前記した図４に示す廃棄物処理
設備を用いて廃棄物の処理を行った。表２に、廃棄物処
理設備のトンネル式加熱炉４の仕様を示し、表３に高温
反応炉５の仕様を示す。本比較例においては、高温反応
炉５内を空にした状態で、溶融物加熱・保温炉16の加熱
装置（バーナ）17および高温反応炉酸素含有ガス供給口
15a の両者から燃料ガスおよび酸素を吹き込み、高温反
応炉５および溶融物加熱・保温炉16を昇温した。

【００５７】なお、トンネル式加熱炉４の入口は、予め
廃棄物の圧縮成形物10a でシールした。また、高温反応
炉５の上部、底部の壁部の耐火物中および溶融物加熱・
保温炉16の壁部の耐火物中に取り付けた熱電対19A 、19
B 、19C によって上記各壁部の耐火物温度（煉瓦温度）
の経時変化を測定した。

【００５８】各壁部の耐火物温度が所定温度(800℃) に
達した後、廃棄物投入口20から廃棄物を圧縮装置１内に
投入し、圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式加熱炉４
内に押し込み廃棄物の処理を行った。なお、廃棄物処理
時は、高温反応炉酸素含有ガス供給口15a から酸素（O₂
濃度：99vol ％）を供給した。

【００５９】表４に、設備始動時の耐火物温度（煉瓦温
度）の推移を示し、表５、表６に廃棄物処理時の操業条
件、操業結果を示す。また、図５に、溶融物加熱・保温
炉16の壁部の耐火物（煉瓦）中に取り付けた熱電対19C
によって測定した煉瓦温度と昇温時間との関係を示す。
表４に示されるように、各壁部の耐火物（煉瓦）が800
℃に昇温するまでに170 時間を要した。

【００６０】（実施例１）前記した図１に示す廃棄物処
理設備を用いて廃棄物の処理を行った。廃棄物処理設備
のトンネル式加熱炉４の仕様および高温反応炉５の仕様
は、前記した比較例と同様である。本実施例において
は、図１に示すように、設備始動前に、高温反応炉５の
下部（底部）から上部までコークスを充填し、またトン
ネル式加熱炉４にもコークスを充填した。

【００６１】なお、トンネル式加熱炉４の入口は、廃棄
物の圧縮成形物10a でシールした。次に、高温反応炉酸
素含有ガス供給口15a から燃料ガスおよび酸素の混合ガ
スを供給、着火し、コークスの燃焼を開始した。さら
に、コークス燃焼終了後、引き続き、溶融物加熱・保温
炉16の加熱装置（バーナ）17および高温反応炉酸素含有
ガス供給口15a の両者から燃料ガスおよび酸素を吹き込
み、高温反応炉５および溶融物加熱・保温炉16を昇温し
た。

【００６２】また、高温反応炉５の上部、底部および溶
融物加熱・保温炉16の壁部の耐火物中に取り付けた熱電
対19A 、19B 、19C によって設備始動時の上記各壁部の
耐火物温度（煉瓦温度）の経時変化を測定した。各壁部
の耐火物温度が所定温度(800℃) に達した後、トンネル
式加熱炉４入口の圧縮成形物10a をトンネル式加熱炉４
内に押し込んだ後、廃棄物投入口20から廃棄物を圧縮装
置１内に投入し、圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式
加熱炉４内に押し込み廃棄物の処理を行った。

【００６３】なお、廃棄物処理時は、高温反応炉酸素含
有ガス供給口15a から酸素（O₂濃度：99vol ％）を供給
した。なお、廃棄物処理時の操業条件は前記した比較例
と同様に前記した表５に示す条件とした。表４に、設備
始動時の耐火物温度（煉瓦温度）の推移を示し、表６
に、廃棄物処理時の操業結果を示す。

【００６４】また、図５に、溶融物加熱・保温炉16の壁
部の耐火物（煉瓦）中に取り付けた熱電対19C によって
測定した煉瓦温度と昇温時間との関係を示す。表４に示
されるように、各壁部の耐火物（煉瓦）が800 ℃に昇温
するまでの所要時間は144 時間であり、比較例に対して
昇温時間を26時間短縮できた。（実施例２）前記した図２に示す廃棄物処理設備を用い
て廃棄物の処理を行った。

【００６５】廃棄物処理設備のトンネル式加熱炉４の仕
様および高温反応炉５の仕様は、前記した比較例と同様
である。本実施例においては、設備始動前に、トンネル
式加熱炉４にコークスとモミガラとの混合物の圧縮成形
物を充填した。次に、溶融物加熱・保温炉16の加熱装置
（バーナ）17および高温反応炉酸素含有ガス供給口15a
の両者から燃料ガスおよび酸素を吹き込み、高温反応炉
５および溶融物加熱・保温炉16の昇温を開始した。

【００６６】次に、トンネル式加熱炉４を昇温し、トン
ネル式加熱炉４内のコークスとモミガラとの混合物の圧
縮成形物41i を押し出すと共に、廃棄物投入口20からコ
ークスとモミガラとの混合物を圧縮装置１内に投入し、
圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式加熱炉４内に押し
込んだ。また、高温反応炉５の上部、底部および溶融物
加熱・保温炉16の壁部の耐火物中に取り付けた熱電対19
A 、19B 、19C によって設備始動時の上記各壁部の耐火
物温度（煉瓦温度）の経時変化を測定した。

【００６７】各壁部の耐火物温度が所定温度(800℃) に
達した後、廃棄物投入口20から廃棄物を圧縮装置１内に
投入し、圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式加熱炉４
内に押し込み廃棄物の処理を行った。次に、トンネル式
加熱炉４内のコークスとモミガラとの混合物の炭化生成
物が高温反応炉５内に装入された時点で、高温反応炉酸
素含有ガス供給口15a から酸素（O₂濃度：99vol ％）を
供給した。

【００６８】なお、廃棄物処理時の操業条件は前記した
比較例と同様に前記した表５に示す条件とした。表４
に、設備始動時の耐火物温度（煉瓦温度）の推移を示
し、表６に、廃棄物処理時の操業結果を示す。また、図
５に、溶融物加熱・保温炉16の壁部の耐火物（煉瓦）中
に取り付けた熱電対19C によって測定した煉瓦温度と昇
温時間との関係を示す。

【００６９】表４に示されるように、各壁部の耐火物が
800 ℃に昇温するまでの所要時間は90時間であり、比較
例に対して昇温時間を80時間短縮できた。（実施例３）前記した図３に示す廃棄物処理設備を用い
て廃棄物の処理を行った。廃棄物処理設備のトンネル式
加熱炉４の仕様および高温反応炉５の仕様は、前記した
比較例と同様である。

【００７０】本実施例においては、図３に示すように、
設備始動前に、高温反応炉５の下部（底部）にコークス
40を充填し、トンネル式加熱炉４にコークスとモミガラ
との混合物の圧縮成形物41i を充填した。次に、高温反
応炉酸素含有ガス供給口15a から燃料ガスおよび酸素の
混合ガスを供給、着火し、コークスの燃焼を開始した。

【００７１】また、トンネル式加熱炉４入口のコークス
とモミガラとの混合物の圧縮成形物41a を、予め昇温し
たトンネル式加熱炉４内に押し込んだ後、廃棄物投入口
20からコークスとモミガラとの混合物を圧縮装置１内に
投入し、圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式加熱炉４
内に押し込んだ。各壁部の耐火物温度が所定温度(800
℃) に達した後、廃棄物投入口20から廃棄物を圧縮装置
１内に投入し、圧縮し、圧縮成形物を順次トンネル式加
熱炉４内に押し込み廃棄物の処理を行った。

【００７２】廃棄物処理時は、高温反応炉酸素含有ガス
供給口15a から酸素（O₂濃度：99vol ％）を供給した。
なお、廃棄物処理時の操業条件は前記した比較例と同様
に前記した表５に示す条件とした。表４に、設備始動時
の耐火物温度（煉瓦温度）の推移を示し、表６に廃棄物
処理時の操業結果を示す。

【００７３】また、図５に、溶融物加熱・保温炉16の壁
部の耐火物（煉瓦）中に取り付けた熱電対19C によって
測定した煉瓦温度と昇温時間との関係を示す。表４に示
されるように、各壁部の耐火物（煉瓦）が800 ℃に昇温
するまでの所要時間は87時間であり、比較例に対して昇
温時間を83時間短縮できた。（実施例４）前記した実施例３において、設備の始動時
にコークスに代えて木炭を用いた以外は実施例３と同一
の条件下で廃棄物の処理を行った。

【００７４】表４に、設備始動時の耐火物温度（煉瓦温
度）の推移を示し、表６に、廃棄物処理時の操業結果を
示す。表４に示されるように、各壁部の耐火物（煉瓦）
が800 ℃に昇温するまでの所要時間は95時間であり、比
較例に対して昇温時間を75時間短縮できた。（実施例５）前記した実施例３において、設備の始動時
にコークスに代えて石炭を用い、モミガラに代えて木屑
（：おが屑）を用いた以外は実施例３と同一の条件下で
廃棄物の処理を行った。

【００７５】表４に、設備始動時の耐火物温度（煉瓦温
度）の推移を示し、表６に、廃棄物処理時の操業結果を
示す。表４に示されるように、各壁部の耐火物（煉瓦）
が800 ℃に昇温するまでの所要時間は84時間であり、比
較例に対して昇温時間を86時間短縮できた。以上述べた
実施例に示されるように、本発明によれば、廃棄物処理
設備の始動時に短い時間で炉体の熱補償を行うことが可
能となった。

【００７６】さらに、本発明によれば、高温反応炉の発
生ガスが乾留・炭化炉の入口から外部に漏洩することを
防止しつつ高温反応炉および溶融物加熱・保温炉の熱補
償を十分に行うことができ、さらに迅速に廃棄物処理設
備を始動することが可能となった。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】

【表４】

【００８１】

【表５】

【００８２】

【表６】

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物処理設備の始動
時に短時間で炉体の熱補償を行うことが可能となった。
さらに、本発明によれば、高温反応炉の発生ガスが乾留
・炭化炉の入口から外部に漏洩することを防止しつつ高
温反応炉および溶融物加熱・保温炉の熱補償を十分に行
うことができ、さらに迅速に廃棄物処理設備を始動する
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を示す側
断面図である。

【図２】本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を示す側
断面図である。

【図３】本発明に係わる廃棄物処理設備の一例を示す側
断面図である。

【図４】廃棄物処理設備を示す側断面図である。

【図５】溶融物加熱・保温炉の壁部の煉瓦温度（：熱電
対19C ）と昇温時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１圧縮装置２圧縮用ピストン３圧縮支持盤４乾留・炭化炉（横型のトンネル式加熱炉、トンネル
式加熱炉） 4a 圧縮成形物の乾燥領域 4b 圧縮成形物の熱分解、炭化領域 4e 乾留・炭化炉（トンネル式加熱炉）の廃棄物（廃棄
物の圧縮成形物）の入口 4f 乾留・炭化炉（トンネル式加熱炉）の炭化生成物の
出口（：高温反応炉の側壁に設けられた炭化生成物入
口）５高温反応炉（竪型の高温反応炉） 6a、6b 加熱用高温ガスの流通パイプ 10a 、10i 圧縮成形物 11、11i 、11n 炭化生成物 12 炭化生成物と燃焼残渣の混合物 14 溶融物 15 高温反応炉酸素含有ガス供給管 15a 高温反応炉酸素含有ガス供給口 16 溶融物加熱・保温炉（水平型筒状溶融物加熱・保温
炉） 16e 溶融物加熱・保温炉の入口（溶融物の入口） 17 加熱装置（バーナ） 17a 燃焼ガス供給口 19A 、19B 、19C 熱電対 20 廃棄物投入口 21 廃棄物投入口の蓋 30 高温反応炉発生ガスの冷却装置（急冷装置） 31 ガス精製装置 32 高温反応炉の発生ガス排出口 33 精製ガス 40 炭材 41、41a 、41i 炭材と隙間充填材との混合物 42、42i 、42n 炭材と隙間充填材との混合物の熱処理
物 f₁ 圧縮成形物の移動方向 f₂ 炭化生成物の移動方向 f₃ トンネル式加熱炉内で生成した熱分解ガスの流れ方
向 f₄ 高温反応炉内への酸素含有ガスの吹き込み方向 f₅ 圧縮用ピストンの移動方向 f₆ 圧縮支持盤の移動方向 f₇ 廃棄物投入口の蓋の回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｊ 3/00 Ｆ２３Ｇ 5/04 ＺＡＢＺＦ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ 5/24 ＺＡＢＢ 5/04 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 5/24 ＺＡＢ３０３ＫＦターム(参考） 3K061 AA18 AA23 AB02 AB03 AC01 BA03 CA07 DA05 DA17 DA19 DB04 DB16 DB20 FA02 FA10 FA25 FA26 3K065 AA18 AA23 AB02 AB03 AC01 BA03 CA16 4D004 AA06 AA46 AC05 CA24 CA26 CA27 CA29 CB02 CB34 DA01 DA02 DA06 DA09 DA12 DA20 4H012 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を乾燥、熱分解、炭化する乾留・
炭化炉と、該乾留・炭化炉で得られた炭化生成物を酸素
含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高温反応炉を有
する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあた
り、予め、前記高温反応炉に炭材を充填し、該炭材を部
分酸化・ガス化し前記高温反応炉を昇温した後、前記乾
留・炭化炉で得られる廃棄物の炭化生成物の部分酸化・
ガス化、溶融を行うことを特徴とする廃棄物処理設備の
始動方法。
【請求項２】廃棄物を乾燥、熱分解、炭化する乾留・
炭化炉と、該乾留・炭化炉で得られた炭化生成物を酸素
含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高温反応炉を有
する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあた
り、炭材と該炭材間の隙間を埋めるための隙間充填材と
の混合物を前記乾留・炭化炉で加熱処理し、得られた熱
処理物を前記高温反応炉で部分酸化・ガス化、溶融し前
記高温反応炉を昇温した後、前記乾留・炭化炉で得られ
る廃棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス化、溶融を行う
ことを特徴とする廃棄物処理設備の始動方法。
【請求項３】廃棄物を乾燥、熱分解、炭化する乾留・
炭化炉と、該乾留・炭化炉で得られた炭化生成物を酸素
含有ガスで部分酸化・ガス化、溶融する高温反応炉を有
する廃棄物処理設備を用いて廃棄物の処理を行うにあた
り、予め前記高温反応炉に炭材を充填後、炭材と該炭材
間の隙間を埋めるための隙間充填材との混合物を前記乾
留・炭化炉で加熱処理し、得られた熱処理物と予め充填
した炭材を前記高温反応炉で部分酸化・ガス化、溶融
し、前記高温反応炉を昇温した後、前記乾留・炭化炉で
得られる廃棄物の炭化生成物の部分酸化・ガス化、溶融
を行うことを特徴とする廃棄物処理設備の始動方法。