JP2001334243A - 廃棄物の処理方法及び装置 - Google Patents
廃棄物の処理方法及び装置Info
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- JP2001334243A JP2001334243A JP2000154857A JP2000154857A JP2001334243A JP 2001334243 A JP2001334243 A JP 2001334243A JP 2000154857 A JP2000154857 A JP 2000154857A JP 2000154857 A JP2000154857 A JP 2000154857A JP 2001334243 A JP2001334243 A JP 2001334243A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物燃焼ガスからボイラにて熱回収する際
に、ボイラチューブの腐食の問題を解決し、効率よく熱
回収できる廃棄物の処理方法及び装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 廃棄物を燃焼反応を伴う部分酸化炉１に
て、不完全燃焼もしくは部分酸化させて炉出口での酸素
換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスを生成し、該
可燃ガスを５００〜８００℃で除塵装置２に導入してダ
スト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下とし、除塵された該可燃
ガスを燃焼炉３にて高温で燃焼させる。
に、ボイラチューブの腐食の問題を解決し、効率よく熱
回収できる廃棄物の処理方法及び装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 廃棄物を燃焼反応を伴う部分酸化炉１に
て、不完全燃焼もしくは部分酸化させて炉出口での酸素
換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスを生成し、該
可燃ガスを５００〜８００℃で除塵装置２に導入してダ
スト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下とし、除塵された該可燃
ガスを燃焼炉３にて高温で燃焼させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理方法
及び装置に関するものである。
及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみあるいは産業廃棄物(以下「廃棄
物」という）を部分酸化させて、ガス化せしめた後に燃
焼させる方法が特開平９-１５９１３２に提案されてい
る。その代表的な例の構成の概要を添付図面の図６に示
す。
物」という）を部分酸化させて、ガス化せしめた後に燃
焼させる方法が特開平９-１５９１３２に提案されてい
る。その代表的な例の構成の概要を添付図面の図６に示
す。
【０００３】図６にて、燃焼炉でごみを燃焼させて発生
した燃焼排ガスは、廃熱ボイラ１２で節炭器１６からの
加熱された水２０により４５０〜６５０℃まで冷却さ
れ、フィルター１３により除塵される。該フィルター１
３を出た燃焼排ガスの一部または全量は加熱炉１４に供
給され、補助燃料２１を用いた追い焚きによりこの加熱
炉１４にて高温化され、さらに蒸気過熱器１５を廃熱ボ
イラ１２からの飽和蒸気２２で５００℃程度までに過熱
する。さらに燃焼排ガスは、節炭器１６と空気余熱器１
７で廃熱回収される。その後、燃焼排ガスは誘引送風機
１８を経て煙突１９から排気される。
した燃焼排ガスは、廃熱ボイラ１２で節炭器１６からの
加熱された水２０により４５０〜６５０℃まで冷却さ
れ、フィルター１３により除塵される。該フィルター１
３を出た燃焼排ガスの一部または全量は加熱炉１４に供
給され、補助燃料２１を用いた追い焚きによりこの加熱
炉１４にて高温化され、さらに蒸気過熱器１５を廃熱ボ
イラ１２からの飽和蒸気２２で５００℃程度までに過熱
する。さらに燃焼排ガスは、節炭器１６と空気余熱器１
７で廃熱回収される。その後、燃焼排ガスは誘引送風機
１８を経て煙突１９から排気される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような燃焼方法に
おいて可燃物を処理する場合、フィルターにて除塵され
た後のダスト濃度が問題となる。ダスト濃度が一定値以
下に制御できないと、熱回収のために後段に配されるボ
イラにおいてダスト中の塩などによるボイラチューブの
腐食が問題となる。また、燃焼炉で発生させた燃焼排ガ
スの未燃分が少なければ、その後流の加熱炉で効果的に
廃熱回収ができなくなる。
おいて可燃物を処理する場合、フィルターにて除塵され
た後のダスト濃度が問題となる。ダスト濃度が一定値以
下に制御できないと、熱回収のために後段に配されるボ
イラにおいてダスト中の塩などによるボイラチューブの
腐食が問題となる。また、燃焼炉で発生させた燃焼排ガ
スの未燃分が少なければ、その後流の加熱炉で効果的に
廃熱回収ができなくなる。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、上記問題点を発生させること
なく部分酸化させ、効率よく熱回収することができる廃
棄物の処理方法及び装置を提供することを課題とする。
めになされたものであり、上記問題点を発生させること
なく部分酸化させ、効率よく熱回収することができる廃
棄物の処理方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第一
の手段は、廃棄物を、燃焼反応を伴う部分酸化炉にて、
不完全燃焼もしくは部分酸化させ、部分酸化炉出口での
酸素換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスを生成
し、該可燃ガスを５００〜８００℃の高温除塵装置に導
入してダスト濃度を０．１ｇ／Ｎｍ3以下とし、高温除
塵装置として濾過式の集塵器を使用し、該除塵装置の濾
過体に付着する灰を酸素濃度２％以下の除塵用ガスで払
い落とし、該灰を払い落とす該除塵用ガスの吹き込みは
集塵器前後の設定差圧に達したときに行ない、該可燃ガ
スは該除塵装置下流側の燃焼炉にて高温で燃焼させるこ
とを特徴とする廃棄物の処理方法である。
の手段は、廃棄物を、燃焼反応を伴う部分酸化炉にて、
不完全燃焼もしくは部分酸化させ、部分酸化炉出口での
酸素換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスを生成
し、該可燃ガスを５００〜８００℃の高温除塵装置に導
入してダスト濃度を０．１ｇ／Ｎｍ3以下とし、高温除
塵装置として濾過式の集塵器を使用し、該除塵装置の濾
過体に付着する灰を酸素濃度２％以下の除塵用ガスで払
い落とし、該灰を払い落とす該除塵用ガスの吹き込みは
集塵器前後の設定差圧に達したときに行ない、該可燃ガ
スは該除塵装置下流側の燃焼炉にて高温で燃焼させるこ
とを特徴とする廃棄物の処理方法である。
【０００７】ここで「酸素換算濃度」とは、雰囲気にお
ける酸素濃度と、酸化される可能性があるガスが消費す
ると考えられる酸素濃度との差で定義される。例えば、
酸素（Ｏ2）が２％、一酸化炭素（ＣＯ）が４％、水素
（Ｈ2）が２％、メタン（ＣＨ 4）が１％存在する場合、
一酸化炭素（ＣＯ）４％は酸化して二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2）になるために２％の酸素（Ｏ2）を消費し、同様に
水素（Ｈ2）２％は１％の酸素（Ｏ2）を消費し、メタン
（ＣＨ4）１％は２％の酸素（Ｏ2）を消費する。よって
この場合の「酸素換算濃度」は２−（２＋１＋２）＝−
３％となる。この数字は、その雰囲気における部分酸化
ガスの燃焼の程度と、それまでの燃焼における空気比の
程度を示す指標となる。すなわち、この数値が小さけれ
ば小さいほど可燃ガスとしてのポテンシャルの高さがあ
るということになる。
ける酸素濃度と、酸化される可能性があるガスが消費す
ると考えられる酸素濃度との差で定義される。例えば、
酸素（Ｏ2）が２％、一酸化炭素（ＣＯ）が４％、水素
（Ｈ2）が２％、メタン（ＣＨ 4）が１％存在する場合、
一酸化炭素（ＣＯ）４％は酸化して二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2）になるために２％の酸素（Ｏ2）を消費し、同様に
水素（Ｈ2）２％は１％の酸素（Ｏ2）を消費し、メタン
（ＣＨ4）１％は２％の酸素（Ｏ2）を消費する。よって
この場合の「酸素換算濃度」は２−（２＋１＋２）＝−
３％となる。この数字は、その雰囲気における部分酸化
ガスの燃焼の程度と、それまでの燃焼における空気比の
程度を示す指標となる。すなわち、この数値が小さけれ
ば小さいほど可燃ガスとしてのポテンシャルの高さがあ
るということになる。
【０００８】部分酸化炉内では廃棄物の部分酸化が行わ
れ、除塵装置入口に５００〜８００℃と比較的温度の低
い可燃ガスが送られる。ここで、上記除塵装置入口での
温度を上記範囲に設定した理由は、５００℃未満では後
流の配管や燃焼炉で再着火による爆発の可能性があり、
８００℃より上ではダスト中の塩が溶融し、除塵装置内
で壁やフィルター等に付着するという問題があるからで
ある。このときの炉出口での「酸素換算濃度」が−３０
〜−２％となるように空気比を調整をする。その理由
は、「酸素換算濃度」が−３０％未満では、強還元ガス
としてタール付着等の問題が発生し、−２％より上では
燃焼炉にてダイオキシンを十分低減し得る燃焼を形成さ
せられなくなるためである。
れ、除塵装置入口に５００〜８００℃と比較的温度の低
い可燃ガスが送られる。ここで、上記除塵装置入口での
温度を上記範囲に設定した理由は、５００℃未満では後
流の配管や燃焼炉で再着火による爆発の可能性があり、
８００℃より上ではダスト中の塩が溶融し、除塵装置内
で壁やフィルター等に付着するという問題があるからで
ある。このときの炉出口での「酸素換算濃度」が−３０
〜−２％となるように空気比を調整をする。その理由
は、「酸素換算濃度」が−３０％未満では、強還元ガス
としてタール付着等の問題が発生し、−２％より上では
燃焼炉にてダイオキシンを十分低減し得る燃焼を形成さ
せられなくなるためである。
【０００９】本方式の発明の場合、「酸素換算濃度」と
除塵温度をこの設定範囲にすることにより、酸素雰囲気
での高温除塵装置で問題となる塩の熔融付着が無くな
る。つまり、上記設定「酸素換算濃度」に制御すること
により、除塵装置で除塵される灰は、ＮａＣｌやＫＣｌ
を主形態とする塩の回りを未燃カーボンや未燃炭化水素
が覆う固体粒子となり、さらに除塵温度を上記設定範囲
内に制御することにより、塩を覆う上記未燃分は液化や
ガス化反応を起こすことなくその状態を保つので、除塵
装置内の集塵器と塩が直接接触することが無くなり、集
塵器への塩の付着が無くなる。また、このように温度帯
であるため、減温塔などの設備を介して過度の冷却をす
ることなく、除塵を行うことができ、さらに除塵装置に
おいてダスト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下としてから燃焼
炉でダイオキシンを分解する高温場を可燃ガスの燃焼に
より実現することができる。このときの除塵装置は、該
可燃ガスの温度や灰の成分によって、バグフィルター、
セラミックフィルター、高温電気集塵器、慣性力集塵
器、高性能サイクロン、遠心力集塵機等を適宜選択する
ことが可能である。。
除塵温度をこの設定範囲にすることにより、酸素雰囲気
での高温除塵装置で問題となる塩の熔融付着が無くな
る。つまり、上記設定「酸素換算濃度」に制御すること
により、除塵装置で除塵される灰は、ＮａＣｌやＫＣｌ
を主形態とする塩の回りを未燃カーボンや未燃炭化水素
が覆う固体粒子となり、さらに除塵温度を上記設定範囲
内に制御することにより、塩を覆う上記未燃分は液化や
ガス化反応を起こすことなくその状態を保つので、除塵
装置内の集塵器と塩が直接接触することが無くなり、集
塵器への塩の付着が無くなる。また、このように温度帯
であるため、減温塔などの設備を介して過度の冷却をす
ることなく、除塵を行うことができ、さらに除塵装置に
おいてダスト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下としてから燃焼
炉でダイオキシンを分解する高温場を可燃ガスの燃焼に
より実現することができる。このときの除塵装置は、該
可燃ガスの温度や灰の成分によって、バグフィルター、
セラミックフィルター、高温電気集塵器、慣性力集塵
器、高性能サイクロン、遠心力集塵機等を適宜選択する
ことが可能である。。
【００１０】本発明の方式の場合、除塵装置にてダスト
濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下になるように除塵するため、
塩を含むダストが低減され、燃焼炉下流に設置されるボ
イラチューブ等の腐食を激減することが可能である。
濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下になるように除塵するため、
塩を含むダストが低減され、燃焼炉下流に設置されるボ
イラチューブ等の腐食を激減することが可能である。
【００１１】さらにまた、有害ガスの排出を抑制させる
ことができる。部分酸化炉で部分酸化された後の可燃ガ
スを燃焼炉で酸化剤と混合させ高温で燃焼させるので、
ＣＯ等の未燃分の排出がほぼ完全に抑制される。また、
可燃ガスを除塵してから高温燃焼させるので、すすに起
因する芳香族系有機化合物濃度は低くなり、結果として
不完全燃焼生成物であるダイオキシン類物質濃度も低減
される。
ことができる。部分酸化炉で部分酸化された後の可燃ガ
スを燃焼炉で酸化剤と混合させ高温で燃焼させるので、
ＣＯ等の未燃分の排出がほぼ完全に抑制される。また、
可燃ガスを除塵してから高温燃焼させるので、すすに起
因する芳香族系有機化合物濃度は低くなり、結果として
不完全燃焼生成物であるダイオキシン類物質濃度も低減
される。
【００１２】除塵装置として濾過式の集塵器を使用し、
該集塵器の濾過体への付着物を酸素濃度２％以下のガス
で払い落とすことにより、効率的に除塵を行うことがで
き、有害ガスの排出はさらに抑制される。ここで酸素濃
度を２％以下とするのは、酸素により可燃ガスの酸化を
抑制し、不要な爆発、燃焼の危険性を低減させるためで
ある。この酸素濃度２％以下のガスは窒素や水蒸気、あ
るいは排ガス再循環ガス、さらにまたは圧力スイング吸
着法や膜分離法を利用して得ることができる。
該集塵器の濾過体への付着物を酸素濃度２％以下のガス
で払い落とすことにより、効率的に除塵を行うことがで
き、有害ガスの排出はさらに抑制される。ここで酸素濃
度を２％以下とするのは、酸素により可燃ガスの酸化を
抑制し、不要な爆発、燃焼の危険性を低減させるためで
ある。この酸素濃度２％以下のガスは窒素や水蒸気、あ
るいは排ガス再循環ガス、さらにまたは圧力スイング吸
着法や膜分離法を利用して得ることができる。
【００１３】除塵された灰は、集塵器前後の差圧が、設
定値に達したときに払い落とす該除塵用ガスを吹き込
み、払い落とす。一般的な除塵装置は一定時間毎に上記
払い落とし用ガスを吹くが、本発明の方法では、集塵器
表面に予めコーティングされたプリコート層を落とさな
いようにしなければならないので、除塵時の集塵器の圧
力落差を制御する必要がある。つまり、その圧力落差が
除塵用ガスによって生じても、プリコート層を維持す
る、所定設定差圧を決め、その値以上になって始めて除
塵動作を開始するように制御する。上記除塵用ガスの圧
力は、１〜３ｋｇ／ｃｍ2が好ましい。
定値に達したときに払い落とす該除塵用ガスを吹き込
み、払い落とす。一般的な除塵装置は一定時間毎に上記
払い落とし用ガスを吹くが、本発明の方法では、集塵器
表面に予めコーティングされたプリコート層を落とさな
いようにしなければならないので、除塵時の集塵器の圧
力落差を制御する必要がある。つまり、その圧力落差が
除塵用ガスによって生じても、プリコート層を維持す
る、所定設定差圧を決め、その値以上になって始めて除
塵動作を開始するように制御する。上記除塵用ガスの圧
力は、１〜３ｋｇ／ｃｍ2が好ましい。
【００１４】上記課題を解決する第二の手段は、除塵さ
れた灰に酸素を含むガスを吹き込み、該灰と該ガスの燃
焼反応によって、該灰中に含まれる未燃分をある濃度以
下に低減させるため、４００〜７５０℃の範囲で一定時
間保持し、上記燃焼反応によって生成したガスを上記部
分酸化炉に戻すことを特徴とする廃棄物の処理方法であ
る。除塵された灰は酸素を含むガスと接触させることに
より燃焼させ、一定時間その状態を保持することによ
り、該灰中に含まれる塩をそのまま固定化しながら未燃
分をある濃度以下に低減させる。該未燃分とは、炭素と
水素を主とする成分から成る化合物である。この燃焼反
応によって、未燃分は、各廃棄物焼却プラントのニーズ
によって異なるが、概ね６ｗｔ％以下に低減される。ま
た、このとき該灰の温度は、４００〜７５０℃の範囲に
収まるように制御される。この温度帯より下限では燃焼
反応がなかなか進まなくなり、上限以上では該灰中の塩
が溶け出し塩を固定化できなくなるので、燃焼反応は該
温度帯内で進められることが必要となる。
れた灰に酸素を含むガスを吹き込み、該灰と該ガスの燃
焼反応によって、該灰中に含まれる未燃分をある濃度以
下に低減させるため、４００〜７５０℃の範囲で一定時
間保持し、上記燃焼反応によって生成したガスを上記部
分酸化炉に戻すことを特徴とする廃棄物の処理方法であ
る。除塵された灰は酸素を含むガスと接触させることに
より燃焼させ、一定時間その状態を保持することによ
り、該灰中に含まれる塩をそのまま固定化しながら未燃
分をある濃度以下に低減させる。該未燃分とは、炭素と
水素を主とする成分から成る化合物である。この燃焼反
応によって、未燃分は、各廃棄物焼却プラントのニーズ
によって異なるが、概ね６ｗｔ％以下に低減される。ま
た、このとき該灰の温度は、４００〜７５０℃の範囲に
収まるように制御される。この温度帯より下限では燃焼
反応がなかなか進まなくなり、上限以上では該灰中の塩
が溶け出し塩を固定化できなくなるので、燃焼反応は該
温度帯内で進められることが必要となる。
【００１５】上記燃焼反応によって生成したガスは、未
燃分を含んでいるため、そのエネルギーを有効に活用す
るため上記部分酸化炉に戻す。
燃分を含んでいるため、そのエネルギーを有効に活用す
るため上記部分酸化炉に戻す。
【００１６】上記課題を解決する第三の手段は、炉出口
での酸素換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスが得
られるように廃棄物を不完全燃焼もしくは部分酸化させ
る部分酸化炉と、その下流に設置され５００〜８００℃
で該可燃ガスのダスト濃度を０．１ｇ／Ｎｍ3以下とす
る高温除塵装置と、その下流側に設置された燃焼炉と、
さらに高温除塵装置にて除塵された灰を酸素を含むガス
で高温処理する灰処理装置を有することを特徴とする廃
棄物の処理装置である。
での酸素換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスが得
られるように廃棄物を不完全燃焼もしくは部分酸化させ
る部分酸化炉と、その下流に設置され５００〜８００℃
で該可燃ガスのダスト濃度を０．１ｇ／Ｎｍ3以下とす
る高温除塵装置と、その下流側に設置された燃焼炉と、
さらに高温除塵装置にて除塵された灰を酸素を含むガス
で高温処理する灰処理装置を有することを特徴とする廃
棄物の処理装置である。
【００１７】部分酸化炉内では、廃棄物は部分酸化が行
われ、除塵装置入口で５００〜８００℃の可燃ガスが生
成される。このときの炉出口での「酸素換算濃度」が−
３０〜−２％となるように部分酸化用空気比を調整す
る。これにより、酸素濃度が低く、爆発等の危険が少な
い可燃ガスが生成される。また、この可燃ガスは、減温
塔などの設備による過度の冷却なしに、除塵される。部
分酸化炉の炉出口からダクト等で接続されている後流の
除塵装置においてダスト濃度を０.１g／Ｎｍ3以下とし
た後に、可燃ガスは後流の燃焼炉で燃焼され、効率よく
高温化される。このときの除塵装置は、該可燃ガスの温
度によって、バグフィルター、セラミツクフィルター、
高温電気集塵器、慣性力集塵器、高性能サイクロン、遠
心力集塵機等を用いれば良い。本装置の場合、ダスト濃
度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下になるように除塵するので、ダ
スト中の塩の量が低減され、後流のボイチューブ等の腐
食が極めて少なくなる。また、「酸素換算濃度」を一定の
範囲の値とすることにより、発生する可燃ガスのポテン
シャルの変動が少なくなり、安定した操業が可能にな
る。
われ、除塵装置入口で５００〜８００℃の可燃ガスが生
成される。このときの炉出口での「酸素換算濃度」が−
３０〜−２％となるように部分酸化用空気比を調整す
る。これにより、酸素濃度が低く、爆発等の危険が少な
い可燃ガスが生成される。また、この可燃ガスは、減温
塔などの設備による過度の冷却なしに、除塵される。部
分酸化炉の炉出口からダクト等で接続されている後流の
除塵装置においてダスト濃度を０.１g／Ｎｍ3以下とし
た後に、可燃ガスは後流の燃焼炉で燃焼され、効率よく
高温化される。このときの除塵装置は、該可燃ガスの温
度によって、バグフィルター、セラミツクフィルター、
高温電気集塵器、慣性力集塵器、高性能サイクロン、遠
心力集塵機等を用いれば良い。本装置の場合、ダスト濃
度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下になるように除塵するので、ダ
スト中の塩の量が低減され、後流のボイチューブ等の腐
食が極めて少なくなる。また、「酸素換算濃度」を一定の
範囲の値とすることにより、発生する可燃ガスのポテン
シャルの変動が少なくなり、安定した操業が可能にな
る。
【００１８】さらにまた、有害ガスの排出を抑制させる
ことができる。部分酸化炉にて部分酸化された後の可燃
ガスを燃焼炉で酸化剤と混合させ高温で燃焼させるの
で、ＣＯ等の未燃分の排出がほぼ完全に抑制される。ま
た、可燃ガスを除塵してから高温燃焼させるので、すす
に起因する芳香族系有機化合物濃度は低くなり、結果と
して不完全燃焼生成物であるダイオキシン類物質濃度も
低減される。
ことができる。部分酸化炉にて部分酸化された後の可燃
ガスを燃焼炉で酸化剤と混合させ高温で燃焼させるの
で、ＣＯ等の未燃分の排出がほぼ完全に抑制される。ま
た、可燃ガスを除塵してから高温燃焼させるので、すす
に起因する芳香族系有機化合物濃度は低くなり、結果と
して不完全燃焼生成物であるダイオキシン類物質濃度も
低減される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１ないし図３
にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】図１は、本発明の一実施形態の概要構成を
示す図である。図において、符号１は部分酸化炉であ
り、該部分酸化炉１には酸化のための空気あるいは蒸気
や排ガスによって酸素濃度を制御された空気主体のガス
が供給されるようになっており、廃棄物が炉内へ投入さ
れて着火し部分酸化し可燃ガスを生成する。上記部分酸
化炉１には、該可燃ガスの除塵を行う除塵装置２、可燃
ガスを燃焼する燃焼炉３、燃焼したガスの熱回収を行う
ボイラ４、除塵灰を処理する装置５が接続されている。
示す図である。図において、符号１は部分酸化炉であ
り、該部分酸化炉１には酸化のための空気あるいは蒸気
や排ガスによって酸素濃度を制御された空気主体のガス
が供給されるようになっており、廃棄物が炉内へ投入さ
れて着火し部分酸化し可燃ガスを生成する。上記部分酸
化炉１には、該可燃ガスの除塵を行う除塵装置２、可燃
ガスを燃焼する燃焼炉３、燃焼したガスの熱回収を行う
ボイラ４、除塵灰を処理する装置５が接続されている。
【００２１】上記部分酸化炉１では、炉内温度は廃棄物
が自燃でき、かつ部分酸化する程度であれば良く、４０
０〜８００℃であることが望ましい。また、部分酸化に
より生成されたガスの「酸素換算濃度」が−３０〜−２
％となるように、空気比が制御される。このときの空気
比はおよそ０.１５〜０.５程度となる。その後、該可燃
ガスは部分酸化炉１内での滞留時間によりその温度が制
御され、５００〜８００℃で除塵装置２へ送られる。こ
の温度範囲とする理由は、５００℃以下では後流におい
て再着火や爆発等の可能性があり、８００℃以上ではダ
スト中の塩が溶融し除塵装置内に付着するという問題が
あるからである。
が自燃でき、かつ部分酸化する程度であれば良く、４０
０〜８００℃であることが望ましい。また、部分酸化に
より生成されたガスの「酸素換算濃度」が−３０〜−２
％となるように、空気比が制御される。このときの空気
比はおよそ０.１５〜０.５程度となる。その後、該可燃
ガスは部分酸化炉１内での滞留時間によりその温度が制
御され、５００〜８００℃で除塵装置２へ送られる。こ
の温度範囲とする理由は、５００℃以下では後流におい
て再着火や爆発等の可能性があり、８００℃以上ではダ
スト中の塩が溶融し除塵装置内に付着するという問題が
あるからである。
【００２２】次に、可燃ガスは除塵装置２へもたらさ
れ、該除塵鼓置２では０.１ｇ／Ｎｍ3以下の濃度まで除
塵される。この濃度まで除塵すれば、ダスト中の塩の量
が低減されるため、後段のボイラチューブ等の腐食が低
減される。図２に除塵後のダスト濃度と後流のボイラチ
ューブの耐用年数の関係を示す。この図から、除塵後の
ダスト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下にすれば後流のボイラ
チューブの腐食を実用に耐え得る程度まで抑えられるこ
とがわかる。
れ、該除塵鼓置２では０.１ｇ／Ｎｍ3以下の濃度まで除
塵される。この濃度まで除塵すれば、ダスト中の塩の量
が低減されるため、後段のボイラチューブ等の腐食が低
減される。図２に除塵後のダスト濃度と後流のボイラチ
ューブの耐用年数の関係を示す。この図から、除塵後の
ダスト濃度を０.１ｇ／Ｎｍ3以下にすれば後流のボイラ
チューブの腐食を実用に耐え得る程度まで抑えられるこ
とがわかる。
【００２３】上記除塵装置２には図３に示すようなキャ
ンドル型セラミックフィルターを使うことが望ましい
が、ろ布や、目開き１０ｍｍ以下のハニカム状セラミッ
クフィルターの使用も考えられる。払い落としは、可燃
ガスの酸化を抑制し、不要な爆発、燃焼の危険を低減さ
せるために酸素濃度５％以下のガス、又は窒素で行うの
が望ましい。また、付着物の剥離効果を考えると払い落
とし方法の条件は、ガス圧力１ｋｇ／ｃｍ2以上、払い
落とし間隔は数十分〜数時間、払い落とし時間は０.０
２秒〜数秒程度であることが望ましい。
ンドル型セラミックフィルターを使うことが望ましい
が、ろ布や、目開き１０ｍｍ以下のハニカム状セラミッ
クフィルターの使用も考えられる。払い落としは、可燃
ガスの酸化を抑制し、不要な爆発、燃焼の危険を低減さ
せるために酸素濃度５％以下のガス、又は窒素で行うの
が望ましい。また、付着物の剥離効果を考えると払い落
とし方法の条件は、ガス圧力１ｋｇ／ｃｍ2以上、払い
落とし間隔は数十分〜数時間、払い落とし時間は０.０
２秒〜数秒程度であることが望ましい。
【００２４】可燃ガスは除塵装置２にて除塵された後に
燃焼炉３に導入され ここで約１０００℃程度まで温度
上昇する。ここでは完全燃焼が行われるため、未燃ガス
等の排出がほぼ完全に抑制される。また、可燃ガスは、
予め除塵が行われているために、すすに起因する芳香族
系有機化合物濃度は低くなり、結果として不完全燃焼生
成物であるダイオキシン類物質濃度も低減される。
燃焼炉３に導入され ここで約１０００℃程度まで温度
上昇する。ここでは完全燃焼が行われるため、未燃ガス
等の排出がほぼ完全に抑制される。また、可燃ガスは、
予め除塵が行われているために、すすに起因する芳香族
系有機化合物濃度は低くなり、結果として不完全燃焼生
成物であるダイオキシン類物質濃度も低減される。
【００２５】本実施形態では、好ましい例として、この
燃焼炉３の後段にボイラ、例えば５００℃以上、５０ａ
ｔａ以上の高温高圧ボイラ４の水管が設置されており、
効率よく燃焼ガスから熱回収をすることができる。必要
に応じて高温空気の回収も可能になる。予め除塵が行わ
れているため、ダストに起因するボイラチューブの腐食
を抑えることができる。塩化水素ガスによる腐食効果が
増大する排ガス温度６００℃以上の高温場から熱を回収
する場合には、ボイラチューブの寿命を長くするため耐
腐食性を有するセラミック材質を使ったボイラチューブ
を用いれば良い。熱回収が終わった排ガスは下流の排ガ
ス処理設備(図示せず）を経て、煙突から排出される。
燃焼炉３の後段にボイラ、例えば５００℃以上、５０ａ
ｔａ以上の高温高圧ボイラ４の水管が設置されており、
効率よく燃焼ガスから熱回収をすることができる。必要
に応じて高温空気の回収も可能になる。予め除塵が行わ
れているため、ダストに起因するボイラチューブの腐食
を抑えることができる。塩化水素ガスによる腐食効果が
増大する排ガス温度６００℃以上の高温場から熱を回収
する場合には、ボイラチューブの寿命を長くするため耐
腐食性を有するセラミック材質を使ったボイラチューブ
を用いれば良い。熱回収が終わった排ガスは下流の排ガ
ス処理設備(図示せず）を経て、煙突から排出される。
【００２６】
【実施例】本発明の実施例を図４にもとづき説明する。
本実施例装置では、図１装置の部分酸化炉として流動床
炉１を採用している。他は、図１装置と同じであり、図
４では図１と共通部分に同一符号を付してある。
本実施例装置では、図１装置の部分酸化炉として流動床
炉１を採用している。他は、図１装置と同じであり、図
４では図１と共通部分に同一符号を付してある。
【００２７】図４装置では、流動床炉１で流動化空気温
度を２０〜６５０℃、砂層温度４００〜８００℃とし、
廃棄物たる都市ごみを該流動床式炉１へ供給し、空気比
を０.２〜０.５の間で操作して部分酸化させ可燃ガスを
生成した。可燃ガスは約６５０℃で除塵装置２に供給さ
れ、キャンドル型セラミックフィルターにより除塵を行
った。キャンドル型セラミックフィルターの材質は、Ｓ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、コージュライト、上記材料
のコンポジット、あるいはそれに類似する無機材料のセ
ラミックファイバー型か、多孔質体型である。払い落と
しには排ガスを再循環して酸素濃度を２％以下と抑えた
ガスと窒素ガスを用い、払い落とし圧力１〜３ｋｇ／ｃ
ｍ2、払い落とし間隔１〜２時間、払い落とし時間０.１
秒〜０．３秒の範囲とした。これにより、除塵装置２へ
の流入前のダスト濃度が５〜２０ｇ／Ｎｍ3であったも
のが０.１ｇ／Ｎｍ3以下まで除塵された。この除去され
たダスト等は回収後に溶融炉及び焼却炉で無害化処理さ
れた。かかる除塵後の可燃ガスを燃焼炉３で燃焼させて
９００〜１０００℃まで温度を上げた。このとき、後段
のボイラ４で３５０〜５４０℃、５０〜１００ａｔａの
蒸気を用いて熱回収を行うことができた。なお、ボイラ
チューブとしてステンレス鋼、インコネル他の合金鋼を
用いたが、著しい腐食等は認められず、材料によっては
複数年使用可能な耐腐食性を確認した。また、高温空気
の回収も行ったところ、３５０〜７００℃の高温空気の
回収が可能であることが判明した。除塵された灰は、空
気と接触させ、未燃分を８％から０．１％以下まで下げ
て埋め立て処分の次工程へ移し、また空気は、ＣＯを数
千ｐｐｍ含む生成ガスとなり、炉内に戻された。除塵さ
れた灰は約７００℃に１時間保たれ、この間未燃分と空
気による燃焼反応が持続された。空気の代わりに、純酸
素ガスを用いて実験を行なったが、同様の結果を得るこ
とができた。
度を２０〜６５０℃、砂層温度４００〜８００℃とし、
廃棄物たる都市ごみを該流動床式炉１へ供給し、空気比
を０.２〜０.５の間で操作して部分酸化させ可燃ガスを
生成した。可燃ガスは約６５０℃で除塵装置２に供給さ
れ、キャンドル型セラミックフィルターにより除塵を行
った。キャンドル型セラミックフィルターの材質は、Ｓ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、コージュライト、上記材料
のコンポジット、あるいはそれに類似する無機材料のセ
ラミックファイバー型か、多孔質体型である。払い落と
しには排ガスを再循環して酸素濃度を２％以下と抑えた
ガスと窒素ガスを用い、払い落とし圧力１〜３ｋｇ／ｃ
ｍ2、払い落とし間隔１〜２時間、払い落とし時間０.１
秒〜０．３秒の範囲とした。これにより、除塵装置２へ
の流入前のダスト濃度が５〜２０ｇ／Ｎｍ3であったも
のが０.１ｇ／Ｎｍ3以下まで除塵された。この除去され
たダスト等は回収後に溶融炉及び焼却炉で無害化処理さ
れた。かかる除塵後の可燃ガスを燃焼炉３で燃焼させて
９００〜１０００℃まで温度を上げた。このとき、後段
のボイラ４で３５０〜５４０℃、５０〜１００ａｔａの
蒸気を用いて熱回収を行うことができた。なお、ボイラ
チューブとしてステンレス鋼、インコネル他の合金鋼を
用いたが、著しい腐食等は認められず、材料によっては
複数年使用可能な耐腐食性を確認した。また、高温空気
の回収も行ったところ、３５０〜７００℃の高温空気の
回収が可能であることが判明した。除塵された灰は、空
気と接触させ、未燃分を８％から０．１％以下まで下げ
て埋め立て処分の次工程へ移し、また空気は、ＣＯを数
千ｐｐｍ含む生成ガスとなり、炉内に戻された。除塵さ
れた灰は約７００℃に１時間保たれ、この間未燃分と空
気による燃焼反応が持続された。空気の代わりに、純酸
素ガスを用いて実験を行なったが、同様の結果を得るこ
とができた。
【００２８】また、図５に示される火格子式炉での適用
性の確認も行った。図５装置では部分酸化炉として火格
子式炉１を採用した。他は、図１装置と同じである。こ
の火格子式炉１では酸化用空気温度を２０〜２５０℃と
し、火格子上部温度５００〜８００℃として廃棄物たる
都市ごみを炉内へ供給し、空気比を０.３〜０.９の間で
操作して部分酸化させた。可燃ガスは４５０〜６５０℃
で除塵装置２に供給し、キャンドル型セラミックフィル
ター及びハニカム型セラミックフィルターにより除塵を
行った。セラミックフィルターの材質は、ＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、コージュライト、上記材料のコンポジ
ット、あるいはそれに類似する無機材科のセラミックフ
ァイバー型か、多孔質体型である。払い落としには窒素
ガスを用い、払い落とし圧力３〜７ｋｇ／ｃｍ2、払い
落とし間隔１０秒〜２０分、払い落とし時間０.０５秒
〜１５秒の範囲とした。これにより、除塵装置２に流入
する前のダスト濃度が１〜５ｇ／Ｎｍ3であったものが
０.１ｇ／Ｎｍ3以下まで除塵された。この除去されたダ
スト等は回収後に溶融炉及び焼却炉で無害化処理を行っ
た。除塵後の可燃ガスを燃焼炉３で燃焼させて９００〜
１１００℃まで温度を上げた。燃焼炉３では、爆発等の
危険を回避すべくパイロットバーナ(図示せず）を用い
て常時点火源をおいて、可燃ガスを連続的に燃焼した。
このバーナは燃料として天然ガスあるいは灯油を用い、
出力数万ｋｃａｌ／h〜数十万ｋｃａｌ／hのバーナを配
設した。このとき、燃焼炉３内のボイラ３Ａ及び後段の
ボイラ４で５４０℃、１００ａｔａの蒸気を用いて熱回
収を行うことができた。なお、ボイラチューブとしてス
テンレス鋼、インコネル他の合金鋼を用いたが、著しい
腐食等は認められず、1年以上の安定稼働を確認した。
性の確認も行った。図５装置では部分酸化炉として火格
子式炉１を採用した。他は、図１装置と同じである。こ
の火格子式炉１では酸化用空気温度を２０〜２５０℃と
し、火格子上部温度５００〜８００℃として廃棄物たる
都市ごみを炉内へ供給し、空気比を０.３〜０.９の間で
操作して部分酸化させた。可燃ガスは４５０〜６５０℃
で除塵装置２に供給し、キャンドル型セラミックフィル
ター及びハニカム型セラミックフィルターにより除塵を
行った。セラミックフィルターの材質は、ＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、コージュライト、上記材料のコンポジ
ット、あるいはそれに類似する無機材科のセラミックフ
ァイバー型か、多孔質体型である。払い落としには窒素
ガスを用い、払い落とし圧力３〜７ｋｇ／ｃｍ2、払い
落とし間隔１０秒〜２０分、払い落とし時間０.０５秒
〜１５秒の範囲とした。これにより、除塵装置２に流入
する前のダスト濃度が１〜５ｇ／Ｎｍ3であったものが
０.１ｇ／Ｎｍ3以下まで除塵された。この除去されたダ
スト等は回収後に溶融炉及び焼却炉で無害化処理を行っ
た。除塵後の可燃ガスを燃焼炉３で燃焼させて９００〜
１１００℃まで温度を上げた。燃焼炉３では、爆発等の
危険を回避すべくパイロットバーナ(図示せず）を用い
て常時点火源をおいて、可燃ガスを連続的に燃焼した。
このバーナは燃料として天然ガスあるいは灯油を用い、
出力数万ｋｃａｌ／h〜数十万ｋｃａｌ／hのバーナを配
設した。このとき、燃焼炉３内のボイラ３Ａ及び後段の
ボイラ４で５４０℃、１００ａｔａの蒸気を用いて熱回
収を行うことができた。なお、ボイラチューブとしてス
テンレス鋼、インコネル他の合金鋼を用いたが、著しい
腐食等は認められず、1年以上の安定稼働を確認した。
【００２９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明において
は、部分酸化させたガスを比較的低温で除塵してから燃
焼炉で燃焼させることにより高温を得ることとしたの
で、ガス化した廃棄物の処理が効率的に行えると同時
に、高温高圧ボイラを設置することによる熱回収も効率
よく行える。また、「酸素換算濃度」と除塵のダスト濃度
を一定の範囲の値とすることにより、ボイラチューブ等
の腐食の心配がなくなり、安定した操業が行なえる。さ
らに、ダイオキシンやフラン等の有害ガスの排出を抑制
することもできる。
は、部分酸化させたガスを比較的低温で除塵してから燃
焼炉で燃焼させることにより高温を得ることとしたの
で、ガス化した廃棄物の処理が効率的に行えると同時
に、高温高圧ボイラを設置することによる熱回収も効率
よく行える。また、「酸素換算濃度」と除塵のダスト濃度
を一定の範囲の値とすることにより、ボイラチューブ等
の腐食の心配がなくなり、安定した操業が行なえる。さ
らに、ダイオキシンやフラン等の有害ガスの排出を抑制
することもできる。
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】ダスト濃度とボイラチューブの耐用年数との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】図１装置の除塵装置に採用可能なキャンドル型
セラミックフィルターの概略図である。
セラミックフィルターの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図５】図４装置の変形を示す装置の概要構成図であ
る。
る。
【図６】従来の廃棄物処理装置の概要構成図である。
１ 部分酸化炉 ２ 除塵装置 ３ 燃焼室 ４ ボイラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 5/16 ＺＡＢ ３０３Ｊ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｚ Ｆターム(参考） 3K061 AA01 AA11 AA23 AB02 AC01 BA05 BA07 BA08 BA09 CA01 CA07 FA10 FA21 FA23 3K070 DA07 DA09 DA32 DA56 DA58 DA60 DA76 3K078 AA05 AA07 AA08 AA09 BA03 BA22 CA02 CA06 CA11 CA21 CA24 4D004 AA46 AB05 AB07 AC05 BA03 CA09 CA12 CA27 CA28 CB31 CC02 DA02 DA03 DA06 DA07 DA10 DA20 4D058 JA02 JA04 JA32 JB06 JB22 MA11 MA52 PA04 PA16 SA20 UA10
Claims (3)
- 【請求項１】 廃棄物を、燃焼反応を伴う部分酸化炉に
て、不完全燃焼もしくは部分酸化させ、部分酸化炉出口
での酸素換算濃度が−３０〜−２％である可燃ガスを生
成し、該可燃ガスを５００〜８００℃の高温除塵装置に
導入してダスト濃度を０．１ｇ／Ｎｍ3以下とし、高温
除塵装置として濾過式の集塵器を使用し、該除塵装置の
濾過体に付着する灰を酸素濃度２％以下の除塵用ガスで
払い落とし、該灰を払い落とす該除塵用ガスの吹き込み
は集塵器前後の設定差圧に達したときに行ない、該可燃
ガスは該除塵装置下流側の燃焼炉にて高温で燃焼させる
ことを特徴とする廃棄物の処理方法。 - 【請求項２】 除塵された灰に酸素を含むガスを吹き込
み、該灰と該ガスの燃焼反応によって、該灰中に含まれ
る未燃分を所定濃度以下に低減させるため、４００〜７
５０℃の範囲で一定時間保持し、上記燃焼反応によって
生成したガスを上記部分酸化炉に戻すこととする請求項
１に記載の廃棄物の処理方法。 - 【請求項３】 炉出口での酸素換算濃度が−３０〜−２
％である可燃ガスが得られるように廃棄物を不完全燃焼
もしくは部分酸化させる部分酸化炉と、その下流に設置
され５００〜８００℃で該可燃ガスのダスト濃度を０．
１ｇ／Ｎｍ3以下にする高温除塵装置と、その下流側に
設置された燃焼炉と、さらに高温除塵装置にて除塵され
た灰を酸素を含むガスで高温処理する灰処理装置を有す
ることを特徴とする廃棄物の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154857A JP4420155B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 廃棄物からの熱回収方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154857A JP4420155B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 廃棄物からの熱回収方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001334243A true JP2001334243A (ja) | 2001-12-04 |
| JP4420155B2 JP4420155B2 (ja) | 2010-02-24 |
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ID=18659887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154857A Expired - Fee Related JP4420155B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 廃棄物からの熱回収方法及び装置 |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043516A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Jfe Engineering Kk | 除塵装置のダスト払落し方法 |
| JP2006153339A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nippon Steel Corp | 廃棄物溶融炉の可燃性ガスの処理方法及び処理装置 |
| US7072232B2 (en) | 2003-02-07 | 2006-07-04 | Renesas Technology Corp. | Nonvolatile memory system |
| JP2008128539A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Takuma Co Ltd | クロムを含有する有機物を燃料とする燃焼装置及びこれを用いたクロムを含有する有機物燃料の燃焼方法 |
| JP2008214542A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Metawater Co Ltd | バイオマスのガス化方法及びバイオマスガス化装置 |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154857A patent/JP4420155B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US7072232B2 (en) | 2003-02-07 | 2006-07-04 | Renesas Technology Corp. | Nonvolatile memory system |
| US7280416B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-10-09 | Renesas Technology Corp. | Nonvolatile memory system |
| US7596041B2 (en) | 2003-02-07 | 2009-09-29 | Renesas Technology Corp. | Nonvolatile memory system |
| JP2006043516A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Jfe Engineering Kk | 除塵装置のダスト払落し方法 |
| JP4529575B2 (ja) * | 2004-07-30 | 2010-08-25 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 除塵装置のダスト払落し方法 |
| JP2006153339A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nippon Steel Corp | 廃棄物溶融炉の可燃性ガスの処理方法及び処理装置 |
| JP4542417B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2010-09-15 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物溶融炉の可燃性ガスの処理方法 |
| JP2008128539A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Takuma Co Ltd | クロムを含有する有機物を燃料とする燃焼装置及びこれを用いたクロムを含有する有機物燃料の燃焼方法 |
| JP2008214542A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Metawater Co Ltd | バイオマスのガス化方法及びバイオマスガス化装置 |
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