JP2002061816A - 廃棄物ガス化溶融炉と同操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単でしかも低コストの設備を付加す
るだけで偏流を防止してガスの均一な流れを確保でき、
設備の操作および保守が容易であり、炉の出口から排出
されるガスの流量と性状を安定させる廃棄物ガス化溶融
炉を提供する。 【解決手段】 炉１内の上部に廃棄物を順次投入して炉
底部から燃料とともに酸素富化空気を吹き込んで焼却す
るとともに、焼却灰を加熱溶融してスラグとして下方か
ら取り出し、廃棄物Ａの焼却時に生じる排ガスを排ガス
処理装置により処理して排気する廃棄物ガス化溶融炉１
において、炉１の側周壁１ａに複数の挿通孔６を穿設す
るとともに、各挿通孔６から炉心部に向けて３０゜以上
の傾斜角度で下向きにあるいは３０゜以上の傾斜角度で
下向きおよび上向きに、炉１内の廃棄物層に対し連通孔
を穿設するための突き棒７を駆動装置８を介して炉心部
付近もしくは炉心部を越えて進退自在に配備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、都市ゴミや産業
廃棄物などの廃棄物を最終的にガス化溶融してスラグに
して取り出すとともに、炉内発生ガスは排ガス処理装置
により処理して排気する廃棄物ガス化溶融炉および同操
業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種のガス化溶融炉には、一般的にシャフト炉が用いられ
ている。２つのタイプがあり、第１のタイプは、図５に
示すように廃棄物Ａとともに石灰石ＭおよびコークスＮ
を投入シュート２４より投入して初期燃焼させたのち、
炉２１の底部付近から酸素ガスＯおよび空気Ｐを吹き込
んで継続的に燃焼させる。投入した廃棄物Ａは多量の水
分（たとえば３０〜５０％）を含むものがあるため、炉
２１内の上部層で下方からの燃焼ガスＱで水分を蒸発さ
せて乾燥させたのち、その下方の中間層で熱分解して廃
棄物中の可燃成分をガス化させたうえ、熱分解残渣を炉
の下部層で酸素Ｏおよび空気Ｐを羽口２２・２３から吹
き込むことによって積極的に燃焼して加熱溶融させスラ
グにして排滓機２５等により取出すとともに、主に熱分
解時に発生する可燃ガスＧを排気口２６から排気するも
のである。この可燃ガスは燃料として使用され、ボイラ
等により蒸気を発生させ、蒸気タービンにより発電機で
発電するとともに、不要な排ガスは処理装置により処理
して炉外に排気される。

【０００３】第２のタイプは、図６に示すように炉３１
内へは廃棄物Ａのみを投入し、炉３１の底部から燃料Ｒ
と酸素富化空気Ｐを燃焼用バーナー３２等を介して吹き
込み廃棄物Ａを燃焼・溶融するもので、炉底から導入さ
れる高温（たとえば１７００゜Ｃ）の燃焼ガスＱの流圧
によって燃焼・溶融中の廃棄物Ａとがバランスされて燃
焼ガスＱとの境界がドーム状３３に形成される。そし
て、溶融されたスラグＳは流下して炉外へ取り出され
る。一方、燃焼ガスＱは炉内の廃棄物間（間隙）を上昇
するが、この上昇する燃焼ガスＱによって炉内の上部層
で廃棄物Ａが乾燥され、また中間層では乾燥後の廃棄物
Ａが熱分解され、このとき可燃成分から発生するガスＧ
が排気口３５から排気される。炉３１内の廃棄物Ａは乾
燥工程および熱分解工程を経て熱分解残渣が重力下で徐
々に炉底付近まで降下し、上記したとおりそこで高温の
燃焼ガスＱによって燃焼させ、溶融させてスラグＳにし
て取出すものである。

【０００４】上記のいずれのタイプも、廃棄物を燃焼し
て残った焼却灰を取り出すのではなく、焼却灰から一気
に溶融してスラグにして取り出すとともに、廃棄物の熱
分解時に発生するガスを排気して処理するものである。
なお、上記したシャフト炉方式とは別に、ストーカ炉方
式の廃棄物燃焼装置があるが、この方式の場合には廃棄
物の燃焼後の残渣が灰として生じるので、その灰を再度
処理しなければならないという煩わしさがある。また同
方式の場合に廃棄物を適切に燃焼させるには、燃焼に必
要な酸素量の２倍の酸素を供給する必要があるが、シャ
フト炉方式にあっては１．３倍程度の酸素を供給すれば
よく、この観点からも有利である。

【０００５】さらに上記したシャフト炉方式において、
第１のタイプでは石灰石とコークスを廃棄物中に加える
ので、第２のタイプに比べて灰とガスが多量に発生する
ことから、第２のタイプが有利であると考えられる。

【０００６】ところで、上記したシャフト炉方式はスト
ーカ炉方式に比べて上記したように有利な点が多いが、
第１のタイプ・第２のタイプのいずれの場合にも、投入
される廃棄物の種類や内容が刻々変化することから、炉
内のとくに上記した廃棄物の乾燥域および熱分解域にお
いて偏流が生じるなど燃焼ガス流が均一にならないこと
に起因する下記のような課題がある。すなわち、 炉内に投入された廃棄物中に含まれている、たとえ
ばビニールシート類が拡がると、ガスの通過が阻害さ
れ、偏流する。

【０００７】 廃棄物中にプラスチック類やゴムなど
が含有されていると、それらが上記乾燥域や熱分解域で
軟化溶融して塊状化することがあり、この塊状化部分で
ガスの流れが阻害され、偏流する。

【０００８】 上記のように炉底から上方へ向かう燃
焼ガスが偏流を起こすと、ガスが流通する箇所の廃棄物
が優先的に加熱され、熱分解されるために、ガスの流れ
がその箇所に集中して通過する。一方、ガスの通過が悪
い箇所の廃棄物の熱分解が十分に行なわれない状態にな
るので、それらの可燃成分のガス化が不完全な状態でガ
スが炉外へ排気されるので、排ガスのエネルギー回収設
備における熱効率が低下する。また、偏流により廃棄物
が十分に加熱（主に熱分解）されない状態で炉の底部付
近の燃焼・溶融域へ降下すると、そこで廃棄物を燃焼溶
融してスラグ化するのに多大な燃料を必要とする。

【０００９】 偏流によって十分に加熱されない箇所
の廃棄物はたとえばプラスチック類等の軟化溶融した部
分が早期には熱分解されないので、本質的に廃棄物同士
が塊状化する傾向がある。そして、それらの塊状化物が
炉内壁に付着することがあり、この場合に付着部分が段
階的に成長し、棚吊りと称するところの廃棄物が炉の下
方へは移動せず、ある位置において廃棄物が大きく塊状
化する現象が炉内で発生し、操業ができなくなるおそれ
がある。

【００１０】 上記した偏流しいては棚吊り現象等に
より炉外へ排出される排ガスの流量や温度や成分が大き
く変動することがあるが、この場合には下流側に設置さ
れている排ガス処理設備やボイラなどが適正に対応でき
ず、とくにエネルギーの回収が十分に行なえない。

【００１１】そこで、従来より上述のような課題を解決
すべく下記のような技術が提案されているが、それらの
技術についても下記のような問題が残されている。

【００１２】1) 特開昭５７−１７２１０８号公報に記
載のように、廃棄物をバンドやワイヤなどで一定の大き
さに結束した状態で炉内に投入することにより、結束し
た廃棄物の塊間に隙間を生じさせ、ガスを通過させる方
法がある。この方法は、廃棄物の結束作業に多大の時間
と労力を要し、また廃棄物の種類によってはバンド等で
結束できないものもあり、実施は困難である。

【００１３】2) 特開平１１−１８２８２８号公報に記
載のように、炉の底部付近で生成されるスラグを冷却し
て固化させたのち、その一部を廃棄物とともに炉内に投
入することにより、スラグにて廃棄物間に隙間を形成し
てガスの通り道をつくって偏流を防止する方法がある。
この方法はスラグにより形成される隙間が局部的である
ため、ガスの通り道としての利用には不十分であるとと
もに、廃棄物が変形するためにスラグによって形成され
た隙間が維持されない。しかも、廃棄物の５〜２５重量
％という多量のスラグを炉内に投入する必要があるが、
それらのスラグは溶融後冷却して再び溶融されることに
なるので、多大な熱的ロスが生じるうえに、スラグのリ
サイクル設備が必要になる。

【００１４】3) 特開昭５２−１２４００３号公報に記
載のように、あらかじめ廃棄物を圧縮して約１５０ｍｍ
のサイズのペレット状の塊にして炉内に投入することに
より、廃棄物間にガスの通り道を形成しようとする考え
方があるが、この方法は廃棄物の種類によってはペレッ
ト状の塊に圧縮成形できないうえに、うまく圧縮できた
としても炉内に投入後に廃棄物が加熱（主に熱分解）さ
れる過程で塊状化された形状が崩れてガスの通り道が塞
がれるおそれがある。

【００１５】4) 特開平９−１１１２４４号公報に記載
のように、上記した第１のタイプにおいて補助燃料とし
てコークスが廃棄物の５〜８重量％使用されるが、この
コークスに１００〜１５０ｍｍサイズのものを用いて廃
棄物ともに投入することにより隙間を形成する方法があ
るが、隙間はコークスの周辺にだけ形成されるために連
続しておらず、しかも形成された隙間が廃棄物の種類に
よっては軟化して入り込み、隙間が維持できないなど上
記した2)で述べたと同様の問題点がある。

【００１６】5) 特開平９−１１１２４４号公報に記載
のように、炉内に投入する前に廃棄物をあらかじめ予熱
・熱分解してチャー（一種の炭化物）に変質させたのち
に炉内に投入することによってガスの偏流を防止し、燃
焼溶融化を図る方法があるが、この方法の場合、内径ま
たは矩形の一辺が１０００ｍｍ以上もあるトンネル式の
加熱炉を使用するために、炉内壁近傍の廃棄物が加熱さ
れてから炉の中心部の廃棄物が加熱されるまでに長時間
を要し、熱効率が非常に悪いために、設備が大型化する
だけでなくランニングコストも非常に高く、不経済であ
る。

【００１７】6) その他の先行技術として、特開平１０
−２９２９１３号公報に記載の発明があるが、この発明
はゴミの炉壁部よりも高温の中心部の燃焼・溶融の進行
に伴って生じる中凹所み状態、つまりブリッジ状態を、
ロッドをやや斜め上方に向けてタイミングよく炉内に進
入させて堆積ゴミを突き崩すことによって、ブリッジが
大きくならないうちに消滅させようとするものであり、
本発明とは目的は元より、ロッドによる作用等を全く異
にするものである。

【００１８】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、構造が簡単でしかも低コストの設備を付加するだけ
で偏流を防止してガスの均一な流れを確保でき、それら
の設備の操作および保守が容易であり、炉の出口から排
出されるガスの流量と性状を安定させられ、排ガス処理
が適正に行なわれると同時にボイラと蒸気タービン等に
よるエネルギー回収を安定して効率よく行ない得る廃棄
物ガス化溶融炉と同操業方法を提供することを目的とし
ている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１にかかる廃棄物ガス化溶融炉は、炉
内（の上部）に廃棄物を順次投入して炉底部から燃料と
ともに酸素又は酸素富化空気を吹き込んで焼却するとと
もに、焼却灰を加熱溶融してスラグとして下方から取り
出し、前記廃棄物の焼却時に生じる排ガスを排ガス処理
装置により処理して排気する廃棄物ガス化溶融炉におい
て、前記炉の側周壁に複数の挿通孔を穿設するととも
に、該各挿通孔から炉心部に向けて３０゜以上の傾斜角
度で下向きにあるいは３０゜以上の傾斜角度で下向きお
よび上向きに、炉内の廃棄物層に対し連通孔を穿設する
ための突き棒を駆動装置を介して炉心部付近まで若しく
は炉心部を越えて進退自在に配備したことを特徴として
いる。

【００２０】上記の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉に
よれば、炉内に投入された廃棄物に対し炉底部から上昇
する燃焼ガスが偏流を起こすなどして均一に流れないお
それがある場合にも、前記突き棒を炉内に挿入して廃棄
物層に連通孔を穿設することにより、燃焼ガスを廃棄物
に対し均一に流すことができる。すなわち、突き棒は炉
の側周壁に配備されており、これらの突き棒は廃棄物層
に対して３０゜以上の傾斜角度で下向きあるいは下向き
および上向きに挿入され、ストロークは少なくとも炉心
部近傍まで達している。これにより、廃棄物層には炉心
部から炉の内壁にわたり傾斜した複数の連通孔が穿設さ
れ、廃棄物層は炉内において徐々に沈下しながら焼却処
理されるので、廃棄物層に穿設された連通孔の一部が閉
塞されることがあるとしても、廃棄物層には高さ方向に
わたって多数の連通孔が穿設されるから、廃棄物に対し
燃焼ガスが均一に流れる。

【００２１】また、廃棄物の種類によっては突き棒の挿
入時に廃棄物がその挿入方向（下向き）に押し込まれる
ことがあるが、この場合には同時に逆方向（上向き）に
突き棒を挿入することにより、廃棄物の移動を阻止する
ことができる。さらに、本発明では廃棄物を上下方向に
通過する燃焼ガスの流れを確保するために連通孔を穿設
するので、突き棒の傾斜角度は水平面に対し３０゜以上
にしており、最大８０゜の範囲内にするが、傾斜角度が
大きくなれば廃棄物が移動し易くなるので、上下方向に
突き棒を同時に対向する対ごとに挿入して連通孔を穿設
するのが望ましい。さらにまた、突き棒の向きを中心よ
り右又は左に意図的にずらすことが好ましい。これによ
り、ガスが中心に集中せず、より均等にゴミ層の中を流
れる。

【００２２】請求項２に記載のように、前記炉がシャフ
ト炉であって、廃棄物の投入口を上部に、酸素含有ガス
の吹き込み用羽口を下部もしくは下部と上部に、炉内発
生ガスを炉外へ排出するための排ガス出口を上端に、前
記廃棄物が燃焼後に溶融して生成されるスラグを含む溶
融物を取り出すための溶融物取出口を炉底付近にそれぞ
れ備えることができる。

【００２３】請求項２記載のガス化溶融炉は、炉本体が
シャフト炉からなり、構造が簡単であるので、低コスト
で製作できる。

【００２４】請求項３に記載のように、前記突き棒は先
端に向けて漸次断面積を縮小し、かつ先端を尖らせてお
くことが好ましい。なお、突き棒の太さは挿入有効長さ
の５０分の１以上の直径にすることが望ましい。この理
由は、突き棒が撓みにくいからである。また、突き棒の
断面形状は同形が望ましい。理由は、シーリングやガス
シールが容易であるからである。断面形状は長方形、十
字形、菱形などであってもよい。

【００２５】請求項３記載のガス化溶融炉によれば、突
き棒の先端が尖っており、しかも先端部に向けて細くな
っているので、廃棄物層に対し挿入したときに、スムー
ズに連通孔が形成されるとともに、廃棄物が移動しにく
い。

【００２６】請求項４に記載のように、前記突き棒を進
退時に中心軸回りに回転するように構成することができ
る。

【００２７】請求項４記載のガス化溶融炉によれば、突
き棒が回転しながら進退するので、廃棄物に対し突き棒
を挿入して連通孔を形成するのを抵抗がほとんどなく行
なえるとともに、廃棄物から突き棒を引き抜く際にも同
様にスムーズに引き抜くことができる。

【００２８】請求項５に記載のように、前記各挿通孔の
入口付近に、前記突き棒の付着物を除去するための除去
機構を設けることが好ましい。

【００２９】請求項５記載のガス化溶融炉によれば、突
き棒を炉内に挿入した際にタール分等の付着物が付着し
ても、各挿通孔の入口付近に設けられた除去機構によっ
て簡単に除去できる。

【００３０】請求項６に記載のように、前記突き棒の内
部に冷却水又は蒸気の流通路を設け、突き棒の適所から
噴出できるようにすることができる。

【００３１】請求項６記載のガス化溶融炉によれば、突
き棒が炉内に挿入された際に突き棒に付着したタール分
や汚水などを冷却水や蒸気を噴出して除去できるととも
に、突き棒を冷却して耐熱性を向上したり、突き棒を蒸
気により加熱して炉内温度との温度差を小さくたりし
て、高温の炉内ガスの温度に影響されず、周方向の温度
差で突き棒が偏曲するのを防止することができる。

【００３２】請求項７に記載のように、前記突き棒の格
納管を前記炉側壁の前記挿通孔に連設し、該格納管内の
空間部に窒素ガス等の不活性ガスをパージさせるように
するのがよい。

【００３３】請求項７記載のガス化溶融炉によれば、使
用時以外は突き棒を格納管に格納して待機でき、しかも
待機中は格納管内が不活性ガスでパージされているの
で、突き棒が高熱に晒される時間を短縮したり、排ガス
中に含まれる塩酸ガス等によって腐食されたりしない。

【００３４】請求項８に記載の操業方法は、炉内（の上
部）に廃棄物を順次投入して焼却するとともに、焼却灰
を加熱溶融してスラグとして下方から排出し、前記廃棄
物の焼却時に生じる排ガスを排ガス処理装置により処理
して排気する廃棄物ガス化溶融炉の操業方法であって、
炉内に投入された廃棄物を炉内の上部の乾燥域で下方か
らの燃焼ガスによって乾燥し、前記乾燥域で乾燥させた
廃棄物を下方の熱分解域で下から上方へ流れる燃焼ガス
によって熱分解させて廃棄物中の可燃成分をガス化した
のち、熱分解後の残渣を炉内下部の燃焼・溶融域でスラ
グ化して取り出す過程において、前記乾燥域および前記
熱分解域の少なくとも一方の領域で、そこに停留してい
る廃棄物層に対して炉内に突き棒を間欠的にかつ位置を
変えつつ継続的に挿入と引抜とを繰り返すことにより連
通孔を形成し、炉内の底部から上昇する燃焼ガスを前記
連通孔を通過させることにより、廃棄物層の全体にわた
りほぼ均等に上方へ流すようにしたことを特徴としてい
る。

【００３５】請求項８記載の操業方法によれば、炉内に
投入されたとくに廃棄物の乾燥域および熱分解域におい
て偏流が生じるなど燃焼ガス流が均一にならないことに
起因する諸問題が解消され、炉の底部から上昇する燃焼
ガスが廃棄物をスムーズに通過する。とくに突き棒を全
て同時に駆動する必要がなく、１本又は数本ずつを所定
の時間間隔でたとえばシーケンス制御により自動的に駆
動でき、駆動用の圧縮空気や圧力油などの最大流量を削
減できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の廃棄物ガス化溶
融炉および同溶融方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。

【００３７】図１は本発明の第１実施例にかかる廃棄物
ガス化溶融炉を示す中央縦断面図、図２は図１のＩＩ−
ＩＩ線断面図である。

【００３８】図１に示すように、本例のガス化溶融炉１
は、鉄皮に耐火物を内張りした縦型のシャフト炉からな
る。この溶融炉１の上部は上端に向けて口径を漸次絞っ
た形状に形成され、上端には炉頂ガスの排気口２が開口
されている。図示は省略するが、排気口２にはダクトの
一端が接続され、その下流側には排ガス処理装置が接続
されている。この排ガス処理装置は、再燃焼装置、ボイ
ラ・蒸気タービンなどの熱交換器などのエネルギー回収
設備、集塵装置などから構成されている。

【００３９】溶融炉１の上部には、廃棄物投入シュート
３が炉壁１ａを貫通して配設されている。溶融炉１の下
部は下向けに口径を漸次絞った形状に形成され、その下
端開口１ｂの下方の炉底部に、廃棄物Ａを燃焼・溶融す
るための燃焼ガス吹き込みノズル４を複数基備えたスラ
グ取り出し口５が設けられている。本例では、下端開口
１ｂの下方に熱分解残渣を溶融してスラグ化するための
溶融室１９を連設し、この溶融室１９内に流下してくる
熱分解残渣の傾斜面に対し、燃焼バーナ２０からの火炎
を吹き付けて溶融するようにしている。

【００４０】なお、溶融炉１内は従来の炉と同様に、上
部が投入された廃棄物Ａを乾燥して水分を除去する乾燥
域Ｘに、中間部が廃棄物Ａを熱分解して可燃成分をガス
化するための熱分解域Ｙに、底部が熱分解残渣を高温度
（たとえば１４００〜１７００゜Ｃ）で燃焼させて溶融
してスラグ化するための燃焼・溶融域Ｚに区分される。
とくに限定するものではないが、乾燥域Ｘは３００〜４
００゜Ｃ前後の温度に、熱分解域Ｙは５００〜８００゜
Ｃ前後の温度に設定される。また、図１あるいは後述の
図４では、溶融炉１・１’の下端に溶融室１９を連設し
た構造にしているので、燃焼・溶融域Ｚについては図６
と違って溶融層をドーム状に表していないが、図６と同
様に燃焼バーナーおよび酸素の吹き込みにより廃棄物層
Ｂとドーム状にバランスさせるようにしてもよい。

【００４１】さて、本例のガス化溶融炉１は次のような
特徴部分を備えている。すなわち、図１および図２に示
すように、溶融炉１の高さ方向のほぼ中間部に位置する
側周壁１ａに、円周方向に等間隔に８カ所の挿通孔６を
高さ方向に一定の間隔をあけて２段穿設するとともに、
各挿通孔６から炉心部に向けて水平面に対し３０゜以上
傾斜して下向きに、たとえば下向きに３０゜〜８０゜の
傾斜角度αの範囲内で突き棒７を進退自在に挿入できる
ようになっている。つまり、各段に８本ずつ合計で１６
本の突き棒７が設けられているが、突き棒７の本数およ
び位置（挿通孔６の位置）は廃棄物Ａの種類や性状によ
って増減したり位置を変更したりすればよい。なお、上
下２段の突き棒７の位置は、乾燥域Ｘと熱分解域Ｙとに
該当する。

【００４２】各突き棒７はエアーシリンダ、油圧シリン
ダあるいは電動駆動機のいずれかの駆動装置により進退
させるが、全ての突き棒７を同時に進退させる必要はな
い。たとえば、１本ずつもしくは相対向する複数本の突
き棒７を所定の時間間隔（たとえば５分おきに）で順番
にシーケンシャルに自動的に駆動を制御してもよい。本
例では、１６本の突き棒７を１本当り３０分間隔で操作
しており、図２は図１のＡ−Ａ線断面を表しているが、
これが１５分間隔に短縮されると、廃棄物層Ｂに穿設さ
れる連通孔Ｃの数は２倍に増える。

【００４３】ここで、上記のガス化溶融炉１における廃
棄物層Ｂに連通孔Ｃが穿設される過程を説明する。投入
シュート３から炉１内に投入された廃棄物Ａは、先ず炉
１の上部の乾燥域Ｘに停滞し、ここで下方からの燃焼ガ
スＱによって乾燥される。この乾燥域Ｘの廃棄物層Ｂの
上には新たに投入された廃棄物Ａが堆積し、廃棄物層Ｂ
全体が時間の経過とともに徐々に沈下していく。つま
り、乾燥域Ｘで乾燥された廃棄物Ａは、その下方の熱分
解域Ｙで廃棄物Ａ中の可燃成分が下から上方へ流れる燃
焼ガスＱによってガス化され、排気されるが、乾燥域Ｘ
および熱分解域Ｙにおける廃棄物層Ｂには突き棒７が間
欠的に炉１内に下向きに突出し、連通孔Ｃが形成され
る。廃棄物層Ｂに一つの連通孔Ｃが形成されてから、廃
棄物層Ｂのほぼ同位置又は近傍に突き棒７が挿入される
までには、一定の時間が経過するために、連通孔Ｃが形
成された廃棄物層Ｂは炉１内において降下する。この降
下の過程において連通孔Ｃは多少乱れて一部には閉塞さ
れるものも生じる。そして本例では下方の２段目の突き
棒７が突出し、廃棄物層Ｂのほぼ同位置又は近傍に連通
孔Ｃが形成される。このようにして、廃棄物層Ｂには多
数の連通孔Ｃが形成され、それらの連通孔Ｃは図１のよ
うに、廃棄物層Ｂの中心部付近まで達しているので、炉
１内の底部から上昇する燃焼ガスは連通孔Ｃを通過する
ことにより、廃棄物層Ｂの全体にわたりほぼ均等に上方
へ流れる。この結果、偏流が防止される。

【００４４】図３は上記した突き棒７の実施例を示す断
面図で、図３（ａ）は突き棒７が炉内に進出した状態を
表し、図３（ｂ）は突き棒７が炉から退避した状態を表
している。突き棒７は耐熱性を有する、たとえばステン
レス製の丸棒からなり、先端部分の断面が先端に向けて
漸次縮小され、かつ先端が尖っている。突き棒７は本例
では油圧シリンダ８のピストンロッド９の一部を構成
し、基端にピストン９ａが一体に設けられており、シリ
ンダケース８ａ内に移動自在に嵌挿されている。シリン
ダケース８ａの先端にフランジ８ｂ・１０ａを介して円
筒状の退避管１０の基端が一体に連結され、退避管１０
の先端がフランジ１０ｂ・１１ａを介して炉壁１ａの挿
通孔６に一体に連設された挿入管１１に一体に連結され
ている。

【００４５】また、退避管１０の基端側に不活性ガスの
導入管１２が一体に連設され、この導入管１２から不活
性ガスｈが常時退避管１０内にパージされており、突き
棒７が高熱に晒されたり、排ガス中に含まれる塩酸系ガ
ス等により腐食されたりすることはない。さらに、退避
管１０とシリンダケース８ａの間は、シール部材（図示
せず）によりシールしているので、ゴミ等がシリンダケ
ース８ａ内に侵入することもない。なお、図３（ａ）に
おける各寸法は、溶融炉１の内径が１５００ｍｍの場合
の一例を示すものである。なお、図中の符号１８は突き
棒１７の駆動装置である。

【００４６】図４はガス化溶融炉の別の実施例を示す中
央縦断面図である。本例の溶融炉１’が上記実施例と相
違するのは、次の点である。すなわち、図４に示すよう
に、上記した上下２段の下向きに炉１’内に挿入される
合計１６本の突き棒７およびこれらの挿通孔６に加え
て、合計１６本あるいは８本の突き棒１７を、炉壁１ａ
に円周方向に等間隔に高さ方向に間隔をあけて挿通孔１
６を上下２段に穿設し、それらの挿通孔１６から合計１
６本あるいは８本の突き棒１７をそれぞれ上向きに上記
突き棒７と交差するように配備している。このため、突
き棒７の炉１’内への挿入時に廃棄物層Ｂが下向きに押
されることがない。本例の溶融炉１では、廃棄物層Ｂに
対して多数の連通孔Ｃが縦横無尽に形成されるので、炉
底部から上昇する燃焼ガスは廃棄物層Ｂ内をより均一に
分散されて流れる。このため、とくに乾燥域Ｘおよび熱
分解域Ｙにおける廃棄物層Ｂの各工程が安定して行なわ
れるとともに、廃棄物層Ｂから発生する排ガスの量や性
状が一定し、エネルギー回収や排ガス処理が安定して効
率よく行なわれる。

【００４７】また、図示していないが、突き棒７の駆動
はエアーシリンダを用いてもよく、あるいは電動駆動機
を用いてもよいことは言うまでもない。さらに、たとえ
ば突き棒７の長さ方向の中間位置より基端側にネジ角度
の大きなネジ部を設け、ナット等に螺合させて突き棒７
の進退時に回転するようにすれば、廃棄物層Ｂに対して
連通孔Ｃをより確実にかつスムーズに穿孔できる。その
ほか、退避管１０内にスチールウールを充填すれば、シ
リンダ８との間のシール作用は一層確実になる。また、
突き棒７の炉１内挿入時に突き棒７に付着して退避管１
０内に入る汚水などの侵入を阻止するために、退避管１
０内に注水して排出するようにしてもよい。さらに、突
き棒７に付着するタール分等を除去するために、突き棒
７の退避時に挿通孔６の近傍から蒸気を噴射させるよう
にしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明にかかる廃棄物ガス化溶融炉および同操業方法に
は、次のような優れた効果がある。

【００４９】(1) 請求項１記載の発明では、構造が簡単
で安価な装置を附属させるだけで、燃焼ガスの偏流を防
止できる。また突き棒を進退させる構造からなるので、
操作および保守が容易である。さらに廃棄物を燃焼ガス
が均一に流れるので、炉出口からの排ガスの流量と性状
が安定するために、排ガスの適正な処理が可能になり、
かつ安定した廃棄物の焼却が行なわれるので、たとえば
ボイラと蒸気タービン等による発電設備により安定した
良質の電力を得られ、エネルギーを効率よく回収でき
る。

【００５０】(2) 請求項２記載の発明では、炉本体がシ
ャフト炉からなり、構造が簡単であるので、低コストで
製作できる。

【００５１】(3) 請求項３記載の発明では、廃棄物層に
対し突き棒を挿入したときに、スムーズに連通孔が形成
されるとともに、廃棄物が移動しにくい。

【００５２】(4) 請求項４記載の発明では、廃棄物に対
し突き棒を挿入して連通孔を形成するのを抵抗がほとん
どなく行なえるとともに、廃棄物から突き棒を引き抜く
際にも同様にスムーズに引き抜くことができる。

【００５３】(5) 請求項５記載の発明では、突き棒にタ
ール分等の付着物が付着しても、各挿通孔の入口付近に
設けられた除去機構によって簡単に除去できる。

【００５４】(6) 請求項６記載の発明では、突き棒に付
着したタール分や汚水などを冷却水や蒸気を噴出して除
去できるとともに、突き棒を冷却して耐熱性を向上した
り、突き棒を蒸気により加熱して炉内温度との温度差を
小さくしたりして、高温の炉内ガスの温度に影響され
ず、周方向の温度差で突き棒が偏曲することがないよう
にできる。

【００５５】(7) 請求項７記載の発明では、突き棒を格
納管に格納して待機でき、この待機中は格納管内が不活
性ガスでパージされているので、突き棒が高熱に晒され
たり排ガス中の塩酸ガス等によって腐食されたりしな
い。

【００５６】(8) 請求項８記載の発明によれば、とくに
廃棄物の乾燥域および熱分解域において偏流が生じるな
ど燃焼ガス流が均一にならないことに起因する諸問題を
解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる廃棄物ガス化溶融
炉を示す中央縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】突き棒の実施例を示す断面図で、図３（ａ）は
突き棒７が炉内に進出した状態を表し、図３（ｂ）は突
き棒７が炉から退避した状態を表している。

【図４】本発明のガス化溶融炉の別の実施例を示す中央
縦断面図である。

【図５】シャフト炉方式の従来の一般的なガス化溶融炉
の第１のタイプを示す中央縦断面図である。

【図６】シャフト炉方式の従来の一般的なガス化溶融炉
の第２のタイプを示す中央縦断面図である。

【符号の説明】

１・１’：ガス化溶融炉 １ａ：炉壁（側周壁） １ｂ：下端開口 ２：排気口 ３：廃棄物投入シュート ４：燃焼ガス吹き込みノズル ５：スラグ取り出し口 ６・１６：挿通孔 ７・１７：突き棒 ８：油圧シリンダ ９：ピストンロッド １０：退避管 １１：挿入管 Ｘ：乾燥域 Ｙ：熱分解域 Ｚ：燃焼・溶融域 Ａ：廃棄物 Ｂ：廃棄物層 Ｃ：連通孔

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２７Ｂ 1/08 Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４Ｋ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ １０４ ３０３Ｊ ３０３Ｋ ３０３Ｍ Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 BA10 DB14 DB16 DB20 4D004 AA46 BA03 CA24 CA27 CA28 CA29 CA42 CB03 CB34 CC01 4K045 AA01 BA10 DA01 GA08 GB07 4K056 AA05 BA01 BB01 CA20 DA02 DA33

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に廃棄物を順次投入して炉底部から
   燃料とともに酸素又は酸素富化空気を吹き込んで焼却す
   るとともに、焼却灰を加熱溶融してスラグとして下方か
   ら取り出し、前記廃棄物の焼却時に生じる排ガスを排ガ
   ス処理装置により処理して排気する廃棄物ガス化溶融炉
   において、 前記炉の側周壁に複数の挿通孔を穿設するとともに、該
   各挿通孔から炉心部に向けて３０゜以上の傾斜角度で下
   向きにあるいは３０゜以上の傾斜角度で下向きおよび上
   向きに、炉内の廃棄物層に対し連通孔を穿設するための
   突き棒を駆動装置を介して炉心部付近まで若しくは炉心
   部を越えて進退自在に配備したことを特徴とする廃棄物
   ガス化溶融炉。
2. 【請求項２】 前記炉がシャフト炉であって、廃棄物の
   投入口を上部に、酸素含有ガスの吹き込み用羽口を下部
   もしくは下部と上部に、炉内発生ガスを炉外へ排出する
   ための排ガス出口を上端に、前記廃棄物が燃焼後に溶融
   して生成されるスラグを含む溶融物を取り出すための溶
   融物取出口を炉底付近にそれぞれ備えている請求項１記
   載の廃棄物ガス化溶融炉。
3. 【請求項３】 前記突き棒は先端に向けて漸次断面積を
   縮小し、かつ先端を尖らせてなる請求項１又は２記載の
   廃棄物ガス化溶融炉。
4. 【請求項４】 前記突き棒を進退時に中心軸回りに回転
   するように構成した請求項１〜３のいずれかに記載の廃
   棄物ガス化溶融炉。
5. 【請求項５】 前記挿通孔の入口付近に、前記突き棒の
   付着物を除去するための除去機構を設けた請求項１〜４
   のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
6. 【請求項６】 前記突き棒の内部に冷却水又は蒸気の流
   通路を設け、突き棒の適所から噴出できるようにした請
   求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
7. 【請求項７】 前記突き棒の格納管を前記炉側壁の前記
   挿通孔に連設し、該格納管内の空間部に窒素ガス等の不
   活性ガスをパージさせるようにした請求項１〜６のいず
   れかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
8. 【請求項８】 炉内に廃棄物を順次投入して焼却すると
   ともに、焼却灰を加熱溶融してスラグとして下方から排
   出し、前記廃棄物の焼却時に生じる排ガスを排ガス処理
   装置により処理して排気する廃棄物ガス化溶融炉の操業
   方法において、 炉内に投入された廃棄物を炉内の上部の乾燥域で下方か
   らの燃焼ガスによって乾燥し、前記乾燥域で乾燥させた
   廃棄物を下方の熱分解域で下から上方へ流れる燃焼ガス
   によって熱分解させて廃棄物中の可燃成分をガス化した
   のち、熱分解後の残渣を炉内下部の燃焼・溶融域でスラ
   グ化して取り出す過程で、前記乾燥域および前記熱分解
   域の少なくとも一方の領域で、そこに停留している廃棄
   物層に対して突き棒を炉内に間欠的にかつ位置を変えつ
   つ継続的に挿入と引抜とを繰り返すことにより前記廃棄
   物層に連通孔を形成し、炉内の底部から上昇する燃焼ガ
   スを前記連通孔を通過させることにより、廃棄物層の全
   体にわたりほぼ均等に上方へ流すようにしたことを特徴
   とする廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。