JP2002018324A - 温度調整機構を備えたｄｃサイクロンセパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＣサイクロンセパレータでガス状タール分
が凝縮することなく、チャーの溶融付着を防止し、内部
閉塞を防止すること。 【解決手段】 ごみを熱分解ガス化して生成した排ガス
から熱分解ガスと未燃チャーとを分離するＤＣサイクロ
ンセパレータ９において、ＤＣサイクロンセパレータを
内槽と外槽とからなる２槽構造とし、内槽と外槽との間
の空間に加熱流体を流して排ガスの流入した内槽内の温
度をごみの熱分解ガス化温度以上に調整するＤＣサイク
ロンセパレータ。また、加熱流体がＤＣサイクロンセパ
レータの下流側に設置された燃焼室１０からの高温燃焼
排ガスであって、且つ高温燃焼排ガスの流量を調整する
こと。また、加熱流体が燃焼室からの高温燃焼排ガスと
大気空気２２とを混合することによって、加熱流体の流
体温度を調整すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス化溶融システム
に係り、特にガス化炉から生成する可燃性分解ガスとチ
ャー等の固体未燃粒子を分離するＤＣ（Ｄｏｕｂｌｅ
Ｃｏｎｅ）サイクロンセパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のごみ焼却設備は、図３に示すよう
に焼却炉１８内に一次空気２６を吹き込み、ごみを給じ
ん機４を通し焼却炉内に供給し燃焼させると共に、さら
に炉内に２次空気２７を吹き込み炉内で完全燃焼させ、
排ガスの廃熱でボイラ１２及び一次、二次空気を予熱す
るＡ／Ｈ１２を設け排ガスを約５００℃まで冷却し、さ
らにガス冷却室１３で水噴霧ノズル２０により排ガスを
急冷し、さらに排ガス中に導管１５より消石灰を吹き込
みバグフィルタ１４を通り誘引通風機１６、煙突１７を
通り大気中へ排出される。

【０００３】すなわち、焼却炉１８内で一次空気により
８００〜９００℃で燃焼した排ガスは燃焼室上部に吹き
込まれた２次空気により燃焼室下部で燃え残った未燃チ
ャー等が燃焼され、排ガスは、ボイラ１２及び１次、２
次空気Ａ／Ｈ１２で５００℃まで冷却し、さらにガス冷
却室１３において水噴霧ノズル２０から冷却水の気化熱
により２００〜１７０℃まで急冷する。次に排ガス中の
有害物質であるＨＣｌやＳＯｘをバグフィルタ１４にお
いて消石灰と中和反応させ除去すると共に排ガス中のダ
ストを除去し、誘引通風機１６を介し煙突１７より排出
するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、燃焼
排ガス中に含有されているＨＣｌやＳＯｘによる５００
℃前後における熱交換器に使用されるＳＵＳ管などの腐
蝕の問題があり耐蝕性の高い高価な材質を用いる必要が
あった。

【０００５】本発明に係るごみガス化溶融システムにお
いては、従来の燃焼システムとは異なり、６００℃程度
でごみを熱分解ガス化させガス中に含まれる腐蝕性排ガ
スであるＨＣｌは未燃チャーに固定化し、腐蝕性の少な
いＣＯ等の可燃成分を含んだ熱分解ガスとなる。未燃チ
ャーと熱分解ガスとは、ガス化炉後流のＤＣサイクロン
セパレータで分解する。続いて、ＤＣサイクロンセパレ
ータの上部から可燃性分解ガスを二次燃焼室に導いて９
００℃以上で燃焼させる。ＤＣサイクロンセパレータの
下部からは未燃固形粒子であるチャーを排出し、サイク
ロンファーネスに吹き込み１３００℃以上で燃焼させ
る。これによりＨＣｌに帰因するダイオキシン等の有害
排ガスの発生はない。

【０００６】また、腐蝕性物質であるＨＣｌを含んだ排
ガスは水噴霧ノズルを設けたガス冷却室で急冷すると共
に排ガス処理剤である消石灰をバグフィルタの前段に吹
き込み、ＨＣｌ、ＳＯｘと反応させ無害化させ、排ガス
中に含まれるダストと共にバグフィルタで除去し、無害
化されたクリーンな排ガスは誘引通風機により煙突より
大気に排出される。

【０００７】ここで、上述したごみガス化溶融システム
において、ＤＣサイクロンセパレータで分離された未燃
チャーは、当該セパレータでごみ熱分解ガス化温度（約
６００℃）より低温に冷却されると熱分解ガスに含有さ
れるガス状タール分が凝縮して（タール分がガス状態か
ら液状態となって）、チャーと共にＤＣサイクロンセパ
レータの槽内面に付着して閉塞し、チャーの連続排出が
出来なくなるという課題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成を採用する。

【０００９】ごみを熱分解ガス化して生成した排ガスか
ら熱分解ガスと未燃チャーとを分離するＤＣサイクロン
セパレータにおいて、前記ＤＣサイクロンセパレータを
内槽と外槽とからなる２槽構造とし、前記内槽と外槽と
の間の空間に加熱流体を流して前記排ガスの流入した内
槽内の温度をごみの熱分解ガス化温度以上に調整するＤ
Ｃサイクロンセパレータ。

【００１０】また、前記ＤＣサイクロンセパレータにお
いて、前記加熱流体が前記ＤＣサイクロンセパレータの
下流側に設置された燃焼室からの高温燃焼排ガスであっ
て、且つ前記高温燃焼排ガスの流量を調整するＤＣサイ
クロンセパレータ。

【００１１】また、ＤＣサイクロンセパレータにおい
て、前記加熱流体が前記ＤＣサイクロンセパレータの下
流側に設置された燃焼室からの高温燃焼排ガスと大気空
気とを混合することによって、前記加熱流体の流体温度
を調整するＤＣサイクロンセパレータ。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るＤＣサイ
クロンセパレータにおいて、図１及び図２を用いて以下
説明する。図１は本発明の実施形態に係るＤＣサイクロ
ンセパレータを用いたガス化溶融システムの系統構成図
であり、図２は本実施形態のＤＣサイクロンセパレータ
の構造と温度調整機構を示す図である。

【００１３】ごみガス化溶融システムは、ごみホッパ
１、ごみ破砕機２、ごみ乾燥機３、給じん機４、２重ダ
ンパ５、ごみガス化炉６、ＤＣサイクロンセパレータ
９、二次燃焼室１０、ボイラ１２、サイクロンファーネ
ス１１、ガス冷却室１３、バグフィルタ１４、誘引通風
機１６、煙突１７、加熱媒体誘引通風機２１、大気空気
風道２２、を備えている。

【００１４】ごみホッパ１に貯留されていたごみはごみ
クレーン等により搬送され、破砕機（２軸剪断破砕機）
２により１００ｍｍ以下に細かく破砕された破砕物は金
属を磁力選別機（図示せず）により除去後、ごみ乾燥機
３により５０％前後の水分を１０〜３０％に乾燥させた
後、給じん機４によりガス化炉６内に定量供給すると共
に、２重ダンパ５によりガス化炉６内に空気が洩れ込む
のを防止しながら供給する。ガス化炉６内に供給された
ごみは、ガス化炉６内で低空気比下でガス化された後、
ＣＯ等を含んだ可燃性熱分解ガスと未燃固形物であるチ
ャーとなり、ガス化炉６からＤＣサイクロンセパレータ
９に導かれ、熱分解ガスと未燃チャーに分離される。

【００１５】ＤＣサイクロンセパレータ９は、図２に示
すように、その下部が内槽２２と外槽２６とからなり、
内槽と外槽の間に加熱媒体流路２７を有する２槽構造と
なっている。ＤＣサイクロンセパレータ９の内槽には温
度検出用の熱電対を設けてその出力を温度調整器（温調
器）２４に接続し、二次燃焼室１０の出口排ガスの一部
を前記加熱媒体流路２７に導き、当該流路の流量を流量
調整弁２３により調整し、ＤＣサイクロンセパレータ９
内部温度を熱分解ガスのガス状タール分が凝縮してチャ
ーと共に内槽に付着しない６００℃以上に保つようにし
ている。

【００１６】即ち、ガス化炉からの熱分解ガスとチャー
の混合したガス化排ガス１８がＤＣサイクロンセパレー
タ９に入り、熱分解ガスの大部分は排ガス１９として二
次燃焼室１０に導かれ、熱分解ガスの一部とチャーはロ
ータリバルブ２１を通してサイクロンファーネス１１に
導かれる。ここで、ＤＣサイクロンセパレータの下部に
至った熱分解ガスの一部はその温度が低下して熱分解ガ
ス化温度以下となると、ガス状のタール分が凝縮して液
化するという現象が生じる。この液化したタール分が固
形物のチャーとともに内槽に付着するという不都合が起
こりうる。本実施形態ではこの不都合を解消するよう
に、ＤＣサイクロンセパレータの下部構造を２槽構造と
して槽間に加熱媒体を流して内槽の温度を熱分解ガス化
温度以上に保つものである。

【００１７】ＤＣサイクロンセパレータ９で分離された
可燃性熱分解ガスは二次燃焼室１０へ吹き込まれて燃焼
される。ＤＣサイクロンセパレータ９下部より分離され
たチャーは、サイクロンファーネスへ吹き込まれ溶融さ
れスラグ化されサイクロンファーネス下部より排出され
る。二次燃焼室１０からの高温の排ガスの一部はＤＣサ
イクロンセパレータ９下部に加熱媒体として導かれ、加
熱媒体誘引通風機２１を介しガス冷却室１３に導入され
る。残りの高温の排ガスは、ボイラー１２で熱回収され
る。

【００１８】サイクロンファーネスの排ガスは空気熱交
（図示せず）し、次いでガス冷却室１３で２００〜１７
０℃に急冷されバグフィルタ１４によりバグフィルタ１
４に吹き込んだ消石灰によりＨＣｌ、ＳＯｘを中和除去
すると共にダストが除去されたクリーンな排ガスは誘引
通風機１６から煙突１７より大気に排出される。二次燃
焼室１０及びサイクロンファーネスは９００〜１５００
℃で燃焼されることによりダイオキシンの発生はない。

【００１９】ＤＣサイクロンセパレータ９は内部をＳＵ
Ｓ材で内張りした構造となっており、２槽構造の内槽部
へ熱電対を設置し、熱電対と温度調整器２４により加熱
媒体の流量を媒体流量調整弁２３で調整し、結果として
内槽の温度を調整し、内槽内の温度を６００℃以上に保
つのでガス状タール分の凝縮がなくチャーが付着するこ
ともなく、内部に付着閉塞することもない。

【００２０】また、加熱媒体誘引送風機２１によってＤ
Ｃサイクロンセパレータからガス冷却室に送給される加
熱媒体通路中に設けた調整弁に、温度調整器２４の出力
を印加することで加熱媒体の流量を調整しても良い。ま
た、加熱媒体の温度は、大気空気を配管２２より取り込
んで、その大気空気取り込み量を調整することによっ
て、内外槽間の流体温度を９００〜６００℃の任意の温
度に調整可能である。即ち、内外槽間の流路に流す加熱
流体流量を調整することによって、また、内外槽間の流
路に流し込む流体の温度を調整することによっても、内
槽内の温度をごみの熱分解ガス化温度以上とすることが
できる。

【００２１】以上説明したように、本発明の実施形態の
温度調整機能を備えたＤＣサイクロンセパレータの特徴
は、ＤＣサイクロンセパレータの内部温度をタールのガ
ス化温度である熱分解ガス化燃焼温度（約６００℃）以
上に保つように、ＤＣサイクロンセパレータの構造を内
槽と外槽を設けた２槽構造とし、ＤＣサイクロンセパレ
ータにはその内槽内部の温度を検出する温度検出器を設
け、内槽へ流す加熱媒体の流量を制御して内槽の温度を
制御するものである。即ち、ＤＣサイクロンセパレータ
下部に内槽と外槽を形成し、前記内外槽間に加熱媒体の
流れる流路を形成した２槽構造とし、内槽内部へ熱電対
を設けて温度調整器により前記流路へ加熱媒体である６
００℃以上の高温燃焼排ガスを流すことにより、熱分解
ガス中のガス状タール分の凝縮によるチャーの内槽内面
への付着を防ぎＤＣサイクロンセパレータ下部の排出部
における閉塞が防止できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ＤＣサイクロンセパレ
ータ内部温度をごみの熱分解ガス化温度（約６００℃）
以上に保つことによりガス状タール分が凝縮することな
く、チャーの溶融付着が防止できるので、内部閉塞が防
止できる。従って、安定に運転を継続実行することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るＤＣサイクロンセパレ
ータを用いたガス化溶融システムの系統構成図である。

【図２】本実施形態のＤＣサイクロンセパレータの構造
と温度調整機構を示す図である。

【図３】従来技術のごみ燃焼システムにおける系統構成
図である。

【符号の説明】

１ ごみピット ４ 給塵機 ６ ガス化炉 ９ ＤＣサイクロンセパレータ １０ 二次燃焼室 １１ サイクロンファーネス １２ ボイラ １３ ガス冷却室 １４ バグフィルタ １６ 誘引通風機 １７ 煙突 ２１ 加熱媒体誘引通風機 ２２ ＤＣサイクロンセパレータ内槽 ２３ 媒体流量調整弁 ２４ 温度調整器 ２６ ＤＣサイクロンセパレータ外槽 ２７ 加熱媒体流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守 秀治 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 (72)発明者 小林 和樹 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 Ｆターム(参考） 4D004 AA46 CA12 CA24 CB36 CB50 DA02 DA06 4D053 AA03 AB01 BA06 BB02 BC01 BD04 CF05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ごみを熱分解ガス化して生成した排ガス
   から熱分解ガスと未燃チャーとを分離するＤＣサイクロ
   ンセパレータにおいて、 前記ＤＣサイクロンセパレータを内槽と外槽とからなる
   ２槽構造とし、 前記内槽と外槽との間の空間に加熱流体を流して前記排
   ガスの流入した内槽内の温度をごみの熱分解ガス化温度
   以上に調整することを特徴とするＤＣサイクロンセパレ
   ータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＤＣサイクロンセパレ
   ータにおいて、 前記加熱流体が前記ＤＣサイクロンセパレータの下流側
   に設置された燃焼室からの高温燃焼排ガスであって、且
   つ前記高温燃焼排ガスの流量を調整することを特徴とす
   るＤＣサイクロンセパレータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のＤＣサイクロンセパレ
   ータにおいて、 前記加熱流体が前記ＤＣサイクロンセパレータの下流側
   に設置された燃焼室からの高温燃焼排ガスと大気空気と
   を混合することによって、前記加熱流体の流体温度を調
   整することを特徴とするＤＣサイクロンセパレータ。