JP2002081624A - 廃棄物ガス化溶融炉と同溶融炉の操業方法 - Google Patents

廃棄物ガス化溶融炉と同溶融炉の操業方法

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JP2002081624A
JP2002081624A JP2000268857A JP2000268857A JP2002081624A JP 2002081624 A JP2002081624 A JP 2002081624A JP 2000268857 A JP2000268857 A JP 2000268857A JP 2000268857 A JP2000268857 A JP 2000268857A JP 2002081624 A JP2002081624 A JP 2002081624A
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melting
waste
gas
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Mitsuharu Kishimoto
Torakatsu Miyashita
虎勝 宮下
充晴 岸本
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Kawasaki Heavy Ind Ltd
川崎重工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱効率の良い安定した廃棄物ガス化溶融炉を
提供する。 【解決手段】 炉2内に上方から廃棄物Aを順次投入し
て高温ガスにより乾燥させたのち熱分解させるためのシ
ャフト炉形式のガス化炉本体2と、ガス化炉本体1の下
端開口2bに一体に連設され、廃棄物Aの熱分解残渣を
受け入れ、熱分解残渣の傾斜面に向けて加熱溶融用バー
ナ7を備えた溶融室炉3とを備え、溶融室炉3には、溶
融したスラグと金属との溶融物を取り出すための取出口
6を設けるとともに、溶融室炉3内において熱分解残渣
の加熱・溶融時に発生した高温ガスをガス化炉本体2へ
供給するガス供給管8をヘッダーダクト9とともに設け
ている。

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
廃棄物などを加熱して乾燥、熱分解して不燃成分をスラ
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のガス化溶融炉およ
び同操業方法に関する。詳しくは、単一の炉において廃
棄物を乾燥、熱分解して生成する灰を溶融する際のゴミ
(廃棄物)のばらつきに起因するシステムの変動や不安
定性を改善した廃棄物ガス化溶融炉および同溶融炉の操
業方法に関するものである。
【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キルンや流動層炉の他に、一般的
にシャフト炉が用いられている。シャフト炉には2つの
タイプがあり、このうちの一方のタイプは、図12に示
すように炉51内へは廃棄物Aのみを投入し、炉51の
底部から燃料Rと酸素富裕空気Pを燃焼用バーナ52等
を介して吹き込み廃棄物Aを加熱・溶融するもので、炉
底から導入される高温(たとえば1700℃)の燃焼ガ
スQの流圧によって加熱・溶融中の廃棄物Aとがバラン
スされて燃焼ガスQとの境界である溶融ゾーンがドーム
状53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(但し、
炉底から吹き込まれる燃焼ガスQとは組成や温度が異な
る)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55から
排気される。炉51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
て加熱・溶融してスラグSにし取出すものである。
【0003】一般にシャフト炉の特長は、高温状態を効
率よく達成することにある。つまり、シャフト炉に投入
したゴミが燃焼しながら流下するとともに、発生したガ
スが上昇しながら投入されるゴミの加熱に使用される。
ゴミである固体は重力にしたがって降下し、逆に気体で
あるガスは軽いので上昇する。そして直接的に熱交換さ
れるので、熱効率がよい。また対流時間が長いので、ゴ
ミの質の変動を平均化するという作用がある。
【0004】ところで、上記したドーム状の溶融ゾーン
53は、図14(a)に示すように炉本体内の廃棄物A
の荷重と炉底部から吹き込まれ炉の上部へ上昇しようと
する燃焼ガス(高温ガス)Qの流圧とがバランスしてい
るときにはドーム状に保たれている。しかし、廃棄物A
に含まれている不燃物の形状やゴミ質によっては図14
(b)に示すようにドーム面53が乱れて燃焼ガスQの
一部がドーム面53を突き破って吹き抜ける場合があ
る。
【0005】その他、ゴミの中には種々の変動要因が存
在する。たとえば水分の多いゴミが投入されると、水蒸
気が盛んに発生する。廃棄物がプラスチックであると、
ガスの発生量が大幅に増えたり、炉壁に溶融した廃棄物
が付着するなどの原因になり、またシート状や板状の廃
棄物が含まれる場合には、ガス流れの偏りが起こり、廃
棄物の高低(すなわち、発熱量の大小)は発生ガス量の
増加や減少乃至発生ガス温度の高低となって反応の乱れ
の要因になっている。その結果、炉の一部分に付着物が
生じ、その上部に位置する廃棄物層が流下せず棚吊り状
態となり、やがて下部に空洞ができて棚が支えられなく
なってスリップする、いわゆる棚落ち現象が生じる場合
がある。そして、これらの影響でドーム(状の溶融ゾー
ン53)が破壊される場合がある。
【0006】このように、炉51内の廃棄物Aと底部か
ら上昇する燃焼ガスQとによる反応が乱れ、その結果炉
から排気される排ガスGの量や組成などが変動する。
【0007】シャフト炉方式の他のタイプは、図13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64より投入して乾燥・熱分解させたの
ち、炉61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61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63と羽口
62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出滓機65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66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
置により処理した後に炉外に排気される。
【0008】前記キルン式や流動層式のガス化溶融法に
おいては、乾燥および熱分解をキルン乃至流動層で行な
い、生成した未燃チャーと不燃成分を高温に加熱して溶
融する。
【0009】その他、上記したガス化溶融炉方式とは別
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。
従来は、その灰を埋めるなどの処理を行なっていた。近
年、公害に対する規制の強化に伴ない、その灰を別の灰
溶融炉で溶融処理してさらに容積を削減し、また重金属
が外部に溶出しにくいようにスラグ化すべきである状況
に変化しつつある。また、灰溶融炉は灰を安定して溶融
できるという長所がある反面、溶融時に発生する高温の
ガスを廃棄物の処理用として有効に利用できないという
短所がある。シャフト炉方式においては、ゴミの保有す
る熱で単一の炉で溶融とガス化が行なわれるので、この
観点からシャフト炉方式が有利である。
【0010】また、従来より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。
【0011】1) 特開平11−218313号公報に記
載のように、廃棄物をトンネル式の加熱・熱分解炉にて
約600℃で加熱して熱分解したのちに生じる熱分解残
渣(可燃物を含む)を、シャフト炉式溶融炉に投入し、
その熱分解残渣中に酸素ガスを吹き込んで燃焼・溶融す
る構造のものが提案されている。この装置の場合、間接
加熱方式のため設備費が膨大になることから、たとえば
トンネル式加熱炉が150ton/dayの標準規模の
設備において、幅:1.5m,高さ:0.5m,長さ:
10数mなどと大きくせざるを得ない。さらに、このよ
うな厚い廃棄物層を熱が伝導する速度は、シャフト炉方
式の直接加熱形式に比べて極めて遅く、トンネル炉の熱
効率が極めて悪いために、多量の加熱燃料を必要とす
る。しかも、シャフト炉式溶融炉内における溶融反応ゾ
ーンについては、上記したのと共通の問題を抱えてい
る。つまり、溶融炉61内の下部に降下した熱分解残渣
中に羽口62・63より多量の酸素ガスなどを吹き込む
ため、吹き込まれたガスが熱分解残渣と接触する部分が
溶融して図15(a)のように溶融膜68が形成される
が、付近の熱分解残渣の性状の変化、たとえば瀬戸物の
破片が存在すると、溶融反応ゾーン67が図15(b)
のように乱れ、その結果燃焼・溶融が不安定になり、そ
の影響が排ガスの量や組成の変動となって現れる。
【0012】2) 特開平11−132432号公報に記
載のように、溶融炉内で加熱・熱分解された熱分解残渣
を炉の下部の縮小径口部で形成されるドーム状溶融ゾー
ンにて、酸素ガスと接触させて燃焼・溶融させる構造の
ものが提案され、かつ長年にわたり正常に運転された実
績がある。この装置では、上記したように熱分解残渣中
に混在する高い融点の異物、たとえば瀬戸物の大塊な破
片がドーム状溶融ゾーンに到達したときに、図14
(b)のように溶融ゾーン53の一部が破れて下方から
吹き込まれた酸素ガスQが破れた箇所から、上方の未燃
分解層に侵入することから、炉内全体の反応が乱れる。
その結果、炉頂部から排気される排ガスの流量や性状が
変動するなど操業が不安定になる。
【0013】以上のように、シャフト炉方式の溶融炉で
はいずれのタイプであっても、廃棄物の質に因る乱れが
生じることがあり、その結果として排ガスが変動するこ
とにより種々の問題が生じる。たとえば、排ガスを燃焼
させてボイラにて蒸気に熱回収し、その蒸気を蒸気ター
ビン発電機に導入して発電する場合、もし上記排ガスが
変動すると蒸気タービンへ送り込まれるべき蒸気量が急
激に変動することになる。このように蒸気変動が大きい
場合はタービンそのものに機械的ダメージを与え、かつ
仮に機械的に問題がなくとも蒸気変動に伴い発電量が急
激に変動することになり、そのような電力は電力網に悪
影響を与える。これを防止するためには、余分の蒸気を
コンデンサ(凝縮器)へ直接入れて熱を捨てるなどの無
駄を行うことになるので、不経済である。また、排ガス
にはダイオキシンや窒素酸化物や塩素あるいは硫黄酸化
物などを含んでいるためにガス中に薬品を注入などの方
法でそれらの有害物質を除去しているが、もし排ガスが
急激に変動すると薬品の注入量は常用値よりも常に多く
しなければならず、そのために無駄となるだけではな
く、最終廃棄物が増加する。したがって、埋め立て地の
確保がだんだん困難になっている現状下にあって大きな
問題である。また、一般に炉ガスは可燃性であるために
空気を混合して燃焼させる際、ガスが変動すると、もし
空気量が少ないと未燃COが環境規制値をオーバーする
おそれがあるので、あらかじめ多めの空気を混入するこ
とが必要になる。その結果、燃焼排ガスが多くなり、設
備費が高くなるだけではなく、ボイラで熱回収する際に
出て行く廃熱が多く、結局熱回収率が悪くなる。さら
に、燃焼が安定しないとNOx発生するので、それを除
去するための尿素水等の薬品消費量が多く必要になる。
さらに、排ガスが変動しても対応できるのに十分な設備
容量を確保しなければならず、結果、設備費が高くな
る。このように廃棄物の処理設備ではいかにしてプロセ
スを安定させるかが重要であるにも拘わらず、従来の技
術では完全に対応できない。
【0014】3) 上記公報に記載のいずれのシャフト炉
方式の溶融炉においても、炉内で高温(約1400〜1
600℃)の領域を形成して加熱・溶融させるので、こ
の領域が乱れて異常な状態になると、たとえば熱分解残
渣の溶融部が炉内壁に付着して操業の継続を阻害するこ
とがあるので、稼働率が低下する。
【0015】4) 上記3)に記載の理由により、炉内の
耐火物が溶融スラグや高温ガスに晒されて損傷し易く、
また損傷した耐火物を補修するには、内部の廃棄物を取
り除いたうえで炉内の温度を下げてから行なう必要があ
る。このため、装置の稼働率が低下する。さらに、苛酷
な条件下で耐火物の損傷に対処するためには、炉壁を水
冷壁にして水冷壁に薄い耐火物を貼ることによりスラグ
自身の付着と溶融平衡(セルフコーティング)効果を利
用することがある。この場合には熱的ロスが膨大にな
る。
【0016】5) 図16に示すように、上記したストー
カ炉方式の廃棄物燃焼装置により生成された焼却灰D
を、投入シュート73より炉71内に投入して、燃焼用
バーナ72により燃料を酸素富化空気などとともに吹き
込んで加熱・溶融する構造の溶融炉がある。この溶融炉
では、上記したように焼却灰Dを安定して溶融しスラグ
化できるが、溶融に供されたのちの高温ガスQはそのま
まの状態で炉から排出されるので、ボイラ等により熱回
収する以外の利用方法はない。いいかえれば、その高温
ガスQを廃棄物の乾燥や熱分解に利用したり、焼却灰の
予熱に使用したりできないため、熱効率が悪い。また、
上記の燃焼バーナに代わり、電気アークやプラズマにて
焼却灰を溶融する方法があるが、電力消費量が多くて不
経済である。
【0017】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、上記したシャフト炉方式の従来の溶融炉と灰溶融炉
との2つの炉体(プロセス)を有機的に結合して一体化
し、従来の溶融炉部分で生成したチャー(熱分解残渣も
しくは焼却灰)を灰溶融炉部分で溶融し、そこで発生し
た高温の燃焼ガス(以下、高温ガスともいう)を溶融炉
部分へ導入(供給)して廃棄物を加熱・熱分解すること
により熱効率の良い安定した廃棄物ガス化溶融炉(プロ
セス)を提供しようとするもので、併せて従来の溶融炉
で使用されている高価なガス燃料に代わって安価な油を
燃料として使用できる廃棄物ガス化溶融炉の操業方法を
提供することを目的としている。
【0018】
【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
内に上方から廃棄物を順次投入して高温ガスにより乾燥
させたのち熱分解させるためのシャフト炉形式又は流動
層形式のガス化炉本体と、該ガス化炉本体の下端排出口
に一体に連設され、前記廃棄物の熱分解残渣を受け入
れ、該熱分解残渣の傾斜面に向けて加熱溶融用バーナを
備えた溶融室炉とを備え、前記溶融室炉には、溶融した
スラグと金属との溶融物を取り出すための取出口を設け
るとともに、溶融室炉内において前記熱分解残渣の加熱
・溶融時に発生した高温ガスを前記ガス化炉本体へ供給
する機構を設けていることを特徴としている。
【0019】上記の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉に
よれば、この溶融炉の中で熱分解残渣の加熱溶融に高濃
淡酸素および燃料がバーナを経由して吹き込まれ、熱分
解残渣中に残存する炭素とともに、燃焼することで約1
650℃の高温を得て該残渣中の不燃分を溶融スラグ化
する。酸素は理論燃焼量より過剰に供給するものとし、
前記残渣中の金属塩類は酸化されて、たとえば鉄は酸化
鉄、銅は酸化銅の形で溶融・混合状態で排出できる。酸
素を不足状態で供給すれば還元炎となり、前記残渣中の
金属が溶融金属となるときは、スラグよりも重いのでス
ラグの下部に蓄積されるが、酸化雰囲気であり、別途溶
融金属を排出することがない。
【0020】また、溶融室炉内で熱分解残渣の溶融に使
用されたのちの高温ガスを炉本体に供給し、廃棄物の乾
燥や熱分解に供するので、高温ガスの保有する顕熱の大
部分は廃棄物との反応に利用され、炉から排気される排
ガス温度はたとえば300℃程度まで下がるので、従来
の溶融専用の炉(図16参照)に比べてエネルギーの無
駄がなく、シャフト炉式溶融炉のもつ熱効率の良さを引
き継げるから、燃料消費、電力消費ならびに酸素消費が
ともに少なく、ランニングコストが安い。
【0021】一方、上記溶融に使用されたガスに酸素を
残し、排出ガス温度がおよそ300℃となるようにガス
化炉本体に供給することにより、該残渣の温度を800
℃前後の、該残渣が溶融・付着しにくい温度に保つこと
ができる。すなわち、ガス化炉本体内では溶融させない
ため、従来のシャフト炉式溶融炉で起こり易かったとこ
ろの熱分解残渣の異常付着や棚吊り現象等が発生せず、
操業が安定して行なえ、とくにガス化炉本体内の耐火物
の寿命が飛躍的に延び、設備の稼働率が向上する。また
溶融室炉がガス化炉本体とは別個に存在し、溶融室炉内
の空間部の耐火物だけが主として損傷するから、補修用
耐火物を吹き付けることによって簡単に補修でき、稼働
率が極めて高い。しかも、装置全体の構造が簡単で、操
作が簡単で、運転および保守が容易である。
【0022】したがって、単位時間あたりの廃棄物の投
入量の変動範囲が拡がっても安定して操業できる。また
炉頂からの排ガスの流量および性状が安定するから、排
ガスの適正な処理が可能になる。つまり、ガス化溶融炉
の操業のポイントである発生ガス流量とガス組成および
温度が安定するので、突然のガス変動に対応するための
過剰空気の割合を最小限に抑えることができる。このた
め、一酸化炭素の異常発生が抑えられ、かつダイオキシ
ンやNOx、SOxの発生が抑えられ、このため尿素や
活性炭や消石灰などのガス清浄薬品消費量を少なくで
き、飛灰の量も低減できる。また、排ガスの量と性状が
それぞれ安定するため、たとえばボイラと蒸気タービン
等の発電設備により安定した良質の電力が得られる。さ
らに、混入する過剰燃焼用空気量を削減できるので、廃
熱ボイラから発生した蒸気を有効に利用でき、その大部
分を蒸気タービンへ送り込めるから、より高効率の発電
が可能になる。なお、バーナとしては、化石燃料や各種
ガス燃料を燃焼させる方式のみならず、プラズマ方式で
もよい。
【0023】請求項2に記載のように、前記溶融室炉か
ら前記ガス化炉本体への高温ガス供給路に、酸素又は酸
素富化空気(酸素含有ガスともいう)の導入路を接続
し、前記ガス化炉本体へ供給される高温ガスの温度を下
げるとともに、酸素濃度を高められるように構成するこ
とが好ましい。
【0024】請求項2記載の溶融炉では、ガス化炉本体
内に供給される高温ガスに常温の酸素含有ガスを吹き込
むことにより高温ガスの温度を下げることができる。こ
の結果、高温ガスの供給経路にあるガス供給管やダクト
やヘッダーなどの、内壁に貼られている耐火物の損傷を
防止できる。また、炉本体内に外部から常温の酸素含有
ガスを直接に吹き込んでも廃棄物とは十分には反応しに
くいが、高温ガスとともに高温状態で酸素含有ガスを吹
き込むことにより、廃棄物を酸素と反応させて部分燃焼
させられる。この酸素の吹込量が多いと混合ガスの温度
は低下するが、廃棄物との反応熱でこの部分の温度が上
昇する。該残渣が軟化しない温度になるように酸素の吹
込量を調整すれば、溶融室へ前記残渣を安定的に供給さ
せられる。
【0025】請求項3に記載のように、前記溶融室炉か
ら前記ガス化炉本体へ高温ガスを供給するために、前記
ガス化炉本体と前記溶融室炉との接続箇所に供給路を設
けるか又は前記ガス化炉本体内の下部と前記溶融室炉内
の空間部とをダクトにより接続することができる。
【0026】請求項3記載の溶融炉では、溶融室炉で発
生した高温ガスをガス化炉本体へ供給し、廃棄物の乾燥
や熱分解に供することができるので、高温ガスの保有す
るエネルギーを無駄なく利用でき、熱効率が高い。
【0027】請求項4に記載のように、前記ガス化炉本
体と前記溶融室炉との接続箇所付近に、スクリュー式・
回転羽根式・プッシャー式などの熱分解残渣送り出し機
構を配備することが望ましい。該残渣は溶融室炉で溶融
処理された量に見合う量だけ安息角にしたがって重力降
下するので、連続的に供給される。しかし、粗大な異物
や棚吊りなどの異常な閉塞に備えることが望ましい。
【0028】この構成により、ガス化炉本体内で生成さ
れる熱分解残渣を送り出し機構により定量ずつ溶融室炉
内に送り出したり、溶融室炉内における熱分解残渣の溶
融状況に応じて送り出し量を調整したりできる。
【0029】請求項5に記載のように、前記溶融室炉内
に、熱分解残渣に対し酸素含有ガスを吹き込むための羽
口を設けることができる。
【0030】この構成により、溶融室炉内に堆積してい
る熱分解残渣に酸素などの酸素含有ガスを羽口から吹き
込んで燃焼させ、溶融温度近くまで加熱させることがで
きるから、たとえば、供給過剰の酸素量を調整してガス
化炉本体で生成する熱分解域の温度をたとえば800℃
前後に調節できる。
【0031】請求項6に記載のように、前記溶融室炉か
ら前記ガス化炉本体へ供給される高温ガスの温度を10
00〜1300℃に調整するとともに、前記ガス化炉本
体内に投入されて乾燥された廃棄物が500〜1000
℃の温度にて加熱されて熱分解残渣が生成されるように
酸素量の供給量を調整するための制御装置を配備するこ
とが好ましい。
【0032】この構成により、水分を除去して乾燥させ
たのちの廃棄物を500〜1000℃の範囲内に制御す
るから、廃棄物中の可燃成分を熱分解するのに最低必要
な500℃の温度が確保され、また1000℃以下であ
るから熱分解された残渣(灰)が軟化し始めるおそれが
ない。さらに、溶融室炉内で発生する高温ガスは165
0℃前後あって非常に高温であるが、1000〜130
0℃の範囲に高温ガスを温度を下げるので、供給経路に
あるガス供給管やダクトやヘッダーなどの内壁に貼られ
ている耐火物の品質および寿命の問題が解消される。
【0033】請求項7に記載のように、前記溶融室炉か
ら前記ガス化炉本体へ供給される高温ガスの温度が10
00℃以上で、前記ガス化炉本体内の廃棄物が800℃
以下の温度にて加熱されて熱分解残渣が生成されるよう
に高温ガスの温度および供給量を調整することが好まし
い。
【0034】請求項7記載の廃棄物ガス化溶融炉では、
ガス化炉本体内の廃棄物が800℃以下の温度にて加熱
して熱分解残渣を生成するので、ガス化炉本体での熱分
解残渣の異常付着や棚吊り現象がなく、操業が安定する
うえに、耐火物の寿命が飛躍的に延びる。
【0035】請求項8に記載のように、前記ガス化炉本
体の高さ方向の中間部より下方に、灰等の不燃物又は汚
泥の装入口を設けるとともに、該装入口の近傍にスクリ
ュー式・回転羽根式・プッシャー式などの押し込み機構
又は随伴用ガスの吹き込み機構を付設することができ
る。
【0036】請求項8記載の廃棄物ガス化溶融炉では、
灰等の不燃物又は汚泥が炉の中間部内の廃棄物層内に押
し込み機構又は随伴用ガスの吹き込み機構によって装入
され、この装入位置より上方に堆積している廃棄物がフ
ィルターの役目をするので、灰等が飛散することなく、
炉本体内に供給される高温ガスによって効率よく加熱さ
れる。このように、本請求項にかかる発明では、多種多
様な廃棄物を効率よく処理できる。
【0037】請求項9に記載のように、前記溶融室炉
に、不燃物を単独あるいは燃料および酸素含有ガスとと
もに吹き込むための吹込口を設けることができる。
【0038】請求項9記載の廃棄物ガス化溶融炉によれ
ば、灰などを直接に溶融室炉内に装入し、熱分解残渣と
ともに溶融してスラグ化できる。
【0039】請求項10に記載のように、前記溶融室炉
から前記ガス化炉本体への高温ガス供給路の途中にホッ
トサイクロンを介設し、該サイクロンの入口部又は該サ
イクロン内に灰等の不燃物あるいは汚泥の投入口を設け
るとともに、前記サイクロンから前記溶融室炉へ前記サ
イクロンによる捕集物の送給路を設けることができる。
【0040】請求項10記載の廃棄物ガス化溶融炉で
は、ホットサイクロン内に吹き込まれる灰や汚泥等が高
温ガスと接触し、瞬時に加熱されたのちに、溶融室炉内
に装入されて効率よく溶融される一方、ホットサイクロ
ン内の高温ガスは灰や汚泥等によって熱が奪われ温度が
低下した状態で炉本体へ供給されるので、供給管やヘッ
ダーを損傷させにくく、また炉本体内の耐火物の損傷も
防止される。
【0041】請求項11に記載のように、前記溶融室炉
内に、前記加熱溶融用バーナにより加熱溶融中の熱分解
残渣層の溶融流過速度やレベルを適正に保つためのレベ
ル計測装置として、工業用テレビカメラ、マイクロ波測
定装置あるいは放射線式測定装置のいずれかを配備する
ことができる。
【0042】請求項11記載の廃棄物ガス化溶融炉によ
れば、レベル計測装置による計測によって溶融室炉内で
バーナにより加熱溶融中の熱分解残渣層のレベルを適正
に保つことができるから、熱分解残渣を確実にかつ正確
に溶融してスラグ化できる。またテレビカメラを配備し
ておけば、スラグの生成・流下状況を把握できることは
もちろんのこと、溶融室炉内の耐火物の損傷状況等も観
察できるので、補修時期を正確に把握できる。
【0043】請求項12に記載のように、前記溶融室炉
壁に、補修用耐火物吹付け装置の装入孔を設け、前記溶
融室炉内の耐火物の損傷部位を外部から補修できるよう
に構成することが好ましい。
【0044】請求項12記載の廃棄物ガス化溶融炉によ
れば、天井部などの耐火物壁の損傷箇所を検出し、補修
用耐火物を吹き付け装置としてのガンにより吹き付けて
補修することができ、しかもガン使用時間は20分程度
であり、操作も容易である。また、耐火物の修理のため
に操業を停止する時間は従来の溶融炉に比べて大幅に短
縮されるので、設備の稼働率が向上する。
【0045】請求項13に記載のように、前記ガス化炉
本体の高さ方向の中間部付近において、炉内壁を直ぐ上
方の部分に比べてテーパー状に急激に拡大するか又は縮
小するかして廃棄物が充填されない環状空間部を形成
し、前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供給する高温
ガスを前記環状空間部へ導くようにすることができる。
【0046】この構成により、炉の外部に配備されるヘ
ッダーダクトに代えて、炉本体の一部としてガスヘッダ
ーを炉内に設けることができるので、設備の構造が簡単
になるとともに、ヘッダーの耐久性も向上し、また炉内
に設けられているから、供給ガスの熱的ロスも少ない。
さらに、高温ガスを廃棄物層へ均等に導入できる。
【0047】請求項14に記載のように、前記溶融室炉
内に堆積している熱分解残渣層と接する内壁に設けた複
数のガス吸込口を設け、該各ガス吸込口を前記ガス供給
管へ連通させることが好ましい。
【0048】請求項14記載の廃棄物ガス化溶融炉によ
れば、溶融室炉内で発生する高温ガスを空間部からでは
なく熱分解残渣層を通過させて炉本体内へ供給できるか
ら、高温ガスを熱分解残渣の予熱に利用できる。また、
各ガス吸込口を熱分解残渣層表面からたとえば約100
0mmの深い位置に設定すれば、各吸込口内に流入する
ガス流速が遅くなって、熱分解残渣が高温ガス中に同伴
され飛散して混入するのを削減させられる。
【0049】請求項15に記載のように、前記ガス化溶
融室炉本体が流動層炉であって、該炉本体内に循環する
砂などの流動媒体からふるい分けした熱分解残渣層と前
記ガス化炉本体内で発生した炉頂ガスに随伴する残渣と
サイクロン等で回収した煤塵とを、前記溶融室炉へ供給
することができる。
【0050】請求項15に記載の廃棄物ガス化溶融炉の
ように、供給するゴミ量よりも多量のチャー(炭素や灰
分からなる)を循環すると、供給するゴミ中の水分や不
可燃分の変動に因る燃焼の変動を平均化して吸収(つま
り、変動幅を小さく)できる。よって、燃焼が安定化す
る。
【0051】請求項16に記載の廃棄物ガス化溶融炉の
操業方法は、前記ガス化炉本体内の上部に0.5〜2.
5の空気比で空気、酸素あるいは酸素富化空気等の酸素
含有空気を外部から付加して炉頂部から排気される排ガ
スの温度を、800〜1100℃の温度まで上昇させる
ため、前記ガス化炉本体内に外部から導入するN2+O2
の流量および前記ガス化炉本体内に前記溶融室炉内から
供給する高温ガスの流量を調整し、前記排ガス(ガス化
炉本体の廃棄物層から出てくるガス)のCO 2濃度を高
濃度に制御することを特徴とするものである。
【0052】前記ガス化溶融還元炉において、前記排ガ
スの温度をたとえば300℃で制御した場合で熱分解残
渣の温度が800℃になっているとき、酸素量を増やす
ことで熱分解残渣の温度が上昇すれば、前記排ガスの温
度を上昇させることができる。こうして、前記排ガスの
温度を500℃以下にすることで、吹き抜けた空気や酸
素によりゴミ(廃棄物)が燃え上がることがなく、安定
したガス化が行なえる。多くのガスの自然発火温度が7
00℃前後であるため、火炎を生じないで、部分燃焼す
る安全な温度は、ゴミの質の変動等を考慮に入れると、
上記のとおり500℃以下にすることが望ましい。ガス
化領域からでてくるガス化ガスの温度を低温の300〜
500℃とすれば、CO2がCOより多くなることか
ら、本請求項では、少ない助燃量を目指すため、ガス化
ガスの温度を低温にしている。
【0053】前記ガス化炉本体のゴミから発生する前記
部分燃焼ガスに外部からさらに酸素又は空気を吹き込ん
で、燃焼排ガスを再燃焼させることができる。このと
き、ゴミの発熱量によって前記部分燃焼ガスの発熱量が
異なるので、発熱量が高いときには空気比を上げる。さ
らには処理済みの冷たい燃焼排ガスを再循環することで
前記部分燃焼ガスの発熱を希釈して800〜950℃に
することができる。たとえば、水を噴霧して温度を調整
する方法を用いることもできる。
【0054】再燃焼温度を最終的に800〜950℃の
範囲内にするため、ガス化炉頂部において外部から酸素
又は空気を加えて700〜800℃の自然燃焼温度域で
燃焼させれば、油、タール、有機物などの燃焼が進行
し、ガス分析用の導管、圧力計の導圧管などの閉塞がな
くなるので好ましい。この場合、さらに後続の再燃焼炉
において、空気比、酸素量、排ガス再循環量の噴霧水量
を調整することで、最終的に800〜950℃の再燃焼
温度を実現できる。
【0055】この方法によれば、あらかじめ700〜8
00℃で燃焼温度を制御しているので、後続の再燃焼の
調整が容易である。あらかじめガス化ガスに含まれる炭
化水素や一酸化炭素、水素などの可燃性ガスが自然発火
点(着火温度)以上であり、常温の空気又は酸素を吹き
込むことで容易に完全燃焼されるので、バーナのような
複雑な構造が不要になる。空気又は酸素の吹き込み方向
を注意しておけば、飛散灰分の炉壁への溶融付着や堆積
なども容易に回避できる。
【0056】また、この方法によれば、燃焼温度を一定
化できるので、不完全燃焼によるCOの発生もない。高
温度過ぎることで、NOxの発生が増加することもな
い。
【0057】この廃棄物ガス化溶融炉の操業方法によれ
ば、排ガスの再燃焼の温度が850〜900℃に低下す
ることで、後続のボイラや空気予熱器の管機材の材質を
落とせ安価な材料が使用できるようになり、かつダイオ
キシンの低減が図れる。結果的に、炉本体内での廃棄物
層の燃焼温度が従来法に比べて低くなる一方、熱分解域
について生成される熱分解残渣の温度が従来法よりもや
や高くなるので、助燃燃料としてのLPガス使用量が削
減され、また排ガスの発熱量も減少する。したがって、
燃焼用空気の供給量が減少するので、排ガスの発生量も
減少する。
【0058】請求項17に記載のように、前記溶融室炉
内で発生した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体内の廃
棄物層の上面付近に導き、空気、酸素あるいは酸素富化
空気等の酸素含有空気を加えて燃焼させ、炉頂から排気
される排ガスの温度を調整することができる。
【0059】請求項17記載の廃棄物ガス化溶融炉の操
業方法によれば、ガス化炉において廃棄物の有無に関係
なく燃焼を開始して操業できる。また排ガスの温度を一
定に維持できるから、廃棄物の投入量の変化に広範囲で
対応させたり、排ガスの変動や吹き抜けを最小限に抑え
たりできる。
【0060】請求項18に記載のように、前記溶融室炉
内で発生した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体の高さ
方向の中間部へ導き、さらに前記ガス化炉本体内の廃棄
物層の上面付近に空気、酸素あるいは酸素富化空気を加
えて燃焼させる前記溶融室炉内で発生した高温ガスを前
記溶融炉本体の高さ方向の中間部へ導き、空気、酸素あ
るいは酸素富化空気などの酸素含有ガスを加えて燃焼さ
せてもよい。
【0061】請求項18記載の廃棄物ガス化溶融炉の操
業方法によれば、炉本体内で廃棄物の乾燥や熱分解に使
用するガスの温度や性状を任意に調整し、効率のよい操
業が可能になり、投入量の変化に広範囲で対応させた
り、排ガスの変動や吹き抜けを最小限に抑えたりでき
る。
【0062】請求項19に記載のように、前記ガス化溶
融室炉内で発生した高温ガスの一部を前記ガス化炉本体
の高さ方向の中間部で高さ方向に間隔をあけた複数の箇
所へ導き、さらに前記ガス化炉本体内の廃棄物層の上面
付近に空気、酸素あるいは酸素富化空気を加えて燃焼さ
せることもできる。
【0063】請求項19記載の廃棄物ガス化溶融炉の操
業方法によれば、請求項18の操業方法と同様の効果が
生じるが、この効果が炉本体内のほぼ全域に及ぶので、
より有効である。
【0064】請求項20に記載のように、前記ガス化炉
本体の廃棄物層から発生する排ガス中のCO/CO2
に応じてガス化炉本体へ送り込む全酸素流量を制御する
ことができる。いいかえれば、前記ガス化炉本体の廃棄
物層から発生する排ガス中のCO/CO2比に応じてガ
ス化炉本体へ送り込む全酸素流量をCO/CO2比の変
化が最小限に抑えられるように調整することが好まし
い。
【0065】請求項20に記載の発明によれば、以下の
ような作用効果を奏する。つまり、(1)従来はゴミの
質の高い(発熱量の大きい)時は空気比を上げることで
燃焼温度が過大にならないように対応されてきた。その
ほか、ゴミのばらつきに因り、燃え方が必ずしも一様で
ないために、燃焼排ガスの温度、流量の変動が生じる不
都合があった。
【0066】(2)そこで、請求項20に記載の発明
は、部分燃焼ガスのガス組成(CO、CO2、H2、H2
O、CH4)に着目して検討した結果、 (a) CO/CO2比が大きい時に部分燃焼ガス(すなわ
ち、ガス化炉本体の廃棄物層から出てくるガス)の発熱
量が大きくなり、逆にCO/CO2比が小さい時、発熱
量が低くなるという相関関係を見出したことに基づくも
のである。
【0067】(b) このプロセスでは部分燃焼ガスを後
続の工程で空気を加えて再燃焼するのであるが、NOx
や高温腐食を抑えるためには高すぎない温度で、逆にダ
イオキシンやCOの発生を抑えるためには高い温度で完
全燃焼させねばならないことから、通常は850〜95
0℃の範囲で焼却させる。
【0068】(c) 再燃焼温度を一定に保つために水噴
霧量、空気比、排ガス再循環量の制御が行われるが、こ
れらは排ガスの量の変動を伴う方法である。
【0069】(d) CO/CO2比を一定に保つためにガ
ス化炉本体に送り込まれる全酸素の流量を調整すればよ
いことが判明した。
【0070】(e) たとえば、発熱量が急に上昇した
り、ゴミのバラツキによりゴミの燃焼が盛んになったり
した時、燃焼温度が上昇しかつ発生ガス量が増加するの
で、酸素の供給を絞ることで抑制できる。
【0071】(f) 逆にゴミの発熱量が低下したり、燃
焼が不調になったりした時、酸素供給量を増加すれば発
生ガス量が増大し、燃焼温度も回復できる。
【0072】(g) ガス化炉内の廃棄物層から出てくる
ガス中に含まれるCO/CO2比が大きい時には上記ガ
ス流量が大きく、CO/CO2比が小さい時には上記ガ
ス流量が小さくなる。
【0073】(h) よって、再燃焼する直前のガス化ガ
スの流量は、間接的にCO/CO2比を一定にするよう
にガス化炉本体への全酸素供給量を調整することで制御
できることが判った。
【0074】(i) CO、CO2は赤外線分光分析などに
よって速読的に計測可能である。また両者の比(CO/
CO2比)で扱うので、トラブルに対して誤動作が少な
いという利点もある。
【0075】(j) このプロセスはガス化炉本体に相当
量のゴミを蓄積しているので、ガス化反応の変動の周期
は1時間当り10回程度である。この周期は、上記(i)
における赤外線分光分析装置のガスのサンプリングの遅
れ(約10秒)より十分長い周期であり、ガス組成(C
O/CO2比)の酸素供給量による制御に採用できる。
【0076】(k) 前記残渣の溶融用に用いられる酸素
は溶融状態(スラグの流れ)をモニターしながら略一定
に保てば、一定の溶融状態を維持できる。また、スラグ
の溶融に要する酸素量はガス化炉本体へ供給する量より
少ないので、外乱にはなりにくい。
【0077】(l) このようにガス化炉発生ガスを後工
程で再燃焼する時、再燃焼温度を空気比を調整しなが
ら、しかもガス化ガスの組成とガス量を概ね一定にする
ことができる。そして、最終的に再燃焼排ガスの流量を
ほぼ一定にすることができる。
【0078】(m) いいかえると、本発明ではゴミの発
熱量の高い時はゴミの焼却能力を抑制し、逆にゴミの発
熱量の低い時にはゴミの焼却能力を増大することにな
る。
【0079】(n) 従来の焼却炉では燃焼排ガス量を制
御する効果的な方法がなく、ゴミの変化に応じてゴミの
投入をこまめに行うことによって、良好かつ均一な燃焼
を図ってきた。しかし、本発明により単にガス化ガスの
組成を一定にするようガス化用の酸素供給を制御するこ
とで最終的に再燃焼排ガスの温度と流量を制御できる。
【0080】(o) ゴミのバラツキに因る従来の焼却炉
の排ガス量の変化は、本発明ではゴミの処理能力の変化
になる。すなわち、発熱量の高いゴミは処理能力を減
少、発熱量の低いゴミは処理能力を増大する。従来の焼
却炉が十分大きなゴミ受入ホッパおよび十分な滞留時間
が保てるだけの炉の容量を有していたために、ゴミの燃
焼状態の変化はある変化幅の内に収まることが知られて
いる。一方、本発明ではゴミの処理能力に変動が出る
が、上記(j)に記載のようにガス化炉本体に相当量のゴ
ミを蓄積しているので、これがバッファとなり変動を吸
収する効果がある。ステップ的なゴミ質の変化は大容量
のゴミ受入ホッパが通常あるので、これがバッファとな
る。
【0081】(p) かくして本発明によれば最終的な再
燃焼排気ガスの温度と流量をほぼ一定にできるので、過
大な設備余裕、処理量の制限、炉の寿命延長が期待でき
る。
【0082】
【発明の実施の形態】以下、この発明の廃棄物ガス化溶
融炉および同操業方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。
【0083】図1(a)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1(b)は
図1(a)のb−b線断面図である。
【0084】図1(a)に示すように、本例のガス化溶
融炉1は、鉄皮に耐火物(不図示)を内張りした縦型の
シャフト炉からなるガス化炉本体2と、このガス化炉本
体2により最終的に生成されるチャーと呼ばれる熱分解
残渣を高温で加熱溶融する溶融室炉3とから構成されて
いる。ガス化炉本体2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4が
開口されている。図示は省略するが、排気口4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。
【0085】ガス化炉本体2の上部には、廃棄物投入シ
ュート5が炉壁2aを貫通して配設されている。ガス化
炉本体2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2bの下方の炉底部に、溶融室炉3
が一体に組み合わせられている。図1(b)のように溶
融室炉3は横長の角筒体からなり、ガス化炉本体2の下
端開口(排出口)2bと連通する上端開口3aを備え、
一側壁3bの下端部にスラグ取り出し口6が設けられて
いる。このスラグ取り出し口6には堰6aが配設されて
おり、この堰6aをオーバーフローしたスラグSが自動
的に流出する。溶融室炉3内に上端開口3aより流入す
る熱分解残渣が、図3のように一方(図の右側)へ安息
角の傾斜面が十分に形成される横方向の長さを溶融室炉
3内部に有し、熱分解残渣の傾斜面の上方に空間部が形
成されるように構成している。そして、その空間部内に
加熱・溶融用バーナ7が、先端の燃焼ガス吹き出し口を
熱分解残渣の傾斜面に臨ませて配備されている。とくに
バーナ7から吹き出す火炎の下端が熱分解残渣層の上面
から50〜300mmになるよう角度を設けて取り付け
るのがよいが、これに限定するものではない。加熱・溶
融用バーナ7には重油などの低価格燃料に、酸素、空気
あるいは酸素富化空気が混合されて用いられる。なお、
プラズナバーナも使用できる。
【0086】溶融室炉3内の空間部から上向きのガス供
給管8の一端が接続され、他端がガス化炉本体2の下部
周囲に配設されたヘッダーダクト9に接続されている。
そして、ヘッダーダクト9には円周方向に等間隔にガス
吹き込み管10の一端が接続され、他端はガス化炉本体
2の炉壁2aを貫通して炉2内に臨ませてある。つま
り、ガス吹き込み管10から高温ガスが吹き込まれる位
置は、廃棄物Aの熱分解域Yに該当する。本例では、ガ
ス化炉本体2内の上部の乾燥域Xが300〜400℃の
温度下で投入された廃棄物Aの水分を除去して乾燥させ
たのち、この廃棄物Aを500〜1000℃の範囲、好
ましくは800℃よりやや低い温度で熱分解するよう
に、溶融室炉3内で発生した高温ガスの温度および流量
が調整されてガス化炉本体2の熱分解域Yに導入され
る。熱分解域Yの温度を500〜1000℃の範囲内に
制御するのは、廃棄物A中の可燃成分を熱分解するのに
最低500℃の温度が必要であり、また1000℃以上
では熱分解された残渣(灰)が軟化し始めるからであ
る。
【0087】上記のようにして本発明の第1実施例に係
るガス化溶融炉1が構成されるが、この溶融炉1では、
炉内の上部乾燥域Xで投入された廃棄物が乾燥されなが
ら、下部の熱分解域Xへゆっくりと降下し、熱分解域X
で熱分解されて廃棄物A中の可燃成分がガス化される。
このガスは溶融室炉3からガス化炉本体2へ高温ガスと
ともに、乾燥域Xで廃棄物Aの乾燥に供されたのち、排
気口4から排気されて発電設備等で使用され、エネルギ
ーが回収された後、バグフィルター等で排ガス処理され
てから外部へ排出される。そして、ガス化炉本体2で生
成された熱分解残渣は溶融室炉3内に流入したのち、加
熱・溶融用バーナ7の火炎により熱分解残渣層の傾斜面
が順次溶融され、スラグ化されるとともに、廃棄物A中
に含有されていたアルミナ・シリカなどとともに溶融物
となって、スラグ取り出し口6から流出する。流出した
溶融物は固化するので、そのまま廃棄処理したり、埋め
立て材料として使用できる。なお、溶融室炉3内の底面
上には、熱分解残渣が堆積しているために、底面の耐火
物はほとんど損傷しない。なお、図中の符号Zは加熱溶
融域を示し、そこには熱分解残渣Cが堆積されている。
【0088】図2は本発明の第2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。
【0089】第2実施例の溶融炉1−2が上記の溶融炉
1と相違するところは、炉の外部に配備されるヘッダー
ダクト9に代えて、ガス化炉本体2の一部としてガスヘ
ッダー11を炉内に設けたことである。すなわち、ガス
化炉本体2の炉壁2aを断面三角形状に半径方向外方に
かつ円周方向にわたって環状に張り出させ、廃棄物層B
が充填されない環状空間部をガスヘッダー11に構成し
ている。その他の構成および作用は上記第1実施例と共
通しているので、共通の構成部材には同一の符号を用い
て図示し、説明を省略する。
【0090】図3は本発明の第3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。
【0091】第3実施例の溶融炉1−3が上記の溶融炉
1と相違するところは、ガス供給管8に酸素、空気もし
くは酸素富化空気等の酸素含有ガスを吹き込むための導
入管12を接続したことである。
【0092】この構成により、次のような作用効果がも
たらせられる。すなわち、溶融室炉3で熱分解残渣を溶
融するのに必要な熱量は基本的には、ガス化炉本体2か
ら溶融室炉3内に流入する熱分解残渣量に対応している
が、廃棄物A中の水分や可燃成分が多くなると、溶融室
炉3内で発生する高温ガスだけでは、廃棄物Aを完全に
は乾燥・熱分解させられない。そのためには、ガス化炉
本体2内の廃棄物層B中に酸素を吹き込んで可燃成分を
燃焼させて熱を発生させる必要がある。また、廃棄物A
中の可燃成分をできるだけ軽量なガスに転換することが
排ガス処理設備において望ましいが、たとえばタール分
や油分ではなく、COやH2やC4n程度までの炭化水
素ガスに転換するには、熱量および酸素を追加する必要
がある。このためにも、ガス化炉本体2内に酸素を吹き
込むことが必要になる。
【0093】さらに、導入管12から常温の酸素含有ガ
スを吹き込むと、ガス化炉本体2内に供給される高温ガ
スの温度を下げる効果が生じる。つまり、溶融室炉3内
で発生する高温ガスは1650℃前後あって非常の高温
であるか、このような高温ガスを温度を下げずにガス化
炉本体2に供給すると、その供給経路にあるガス供給管
8やダクトやヘッダーなどの、内壁に貼られている耐火
物を損傷させることがあるが、酸素含有ガスを加えるこ
とによりガス温度をたとえば1300℃まで下げること
により、耐火物の損傷の問題が解消される。また、ガス
化炉本体2内に外部から常温の酸素含有ガスを直接に吹
き込んでも廃棄物Aとは十分には反応しにくいが、本例
のように高温ガスとともにたとえば1300℃の高温状
態で酸素含有ガスを吹き込むと、廃棄物Aが酸素と反応
して確実に燃焼する。
【0094】その他の構成および作用は上記第1実施例
と共通しているので、共通の構成部材には同一の符号を
用いて図示し、説明を省略する。
【0095】図4は本発明の第4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。
【0096】第4実施例の溶融炉1−4が上記の溶融炉
1−3と相違するところは、ガス化炉本体2と溶融室炉
3とを接続する開口(排出口)2b・3aのすぐ下方
に、スクリュー式の押出装置13を配備したことであ
る。
【0097】この構成により、次のような作用効果がも
たらせられる。すなわち、溶融室炉3内で駆動装置14
によりスクリューシャフト13aを回転させることによ
り、ガス化炉本体2内で生成された熱分解残渣が定量ず
つ徐々に溶融室炉3内に迫り出すように押し出される。
図示は省略するが、スクリューシャフト13a(スクリ
ューを含む)の主要部は水冷構造にして、冷却してい
る。なお、本例における熱分解残渣の温度は1000℃
〜800℃以下の比較的低い温度になっているので、ス
クリュー式だけでなく、プッシャー式などの種々の機械
式押出装置を適用できる。とくに、製鉄設備における、
たとえばシャフト式直接還元製鉄炉や回転炉式製鉄炉に
おいて、900〜1100℃の還元鉄の取り出しに用い
られている押出装置を適用してもよい。
【0098】その他の構成および作用は上記第3実施例
と共通しているので、共通の構成部材には同一の符号を
用いて図示し、説明を省略する。
【0099】図5は本発明の第5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。
【0100】第5実施例の溶融炉1−5が上記の実施例
4の溶融炉1−4と相違するところは、溶融室炉3内で
発生した高温ガスQを、ガス供給管8やヘッダーダクト
9などを使わずに、ガス化炉本体2との接続口2b・3
aから溶融室炉3内の熱分解残渣層を通過させてガス化
炉本体2へ導くように構成したことである。なお、スク
リュー式の押出装置13は接続口2b・3aのやや下方
に図示しているが、本例の場合には押出装置13は接続
口2b・3aのやや上方、すなわちガス化炉本体2側に
設ける方がより望ましい。
【0101】この構成により、次のような作用効果がも
たらせられる。すなわち、 高温ガスQが熱分解残渣層中を通過してガス化炉本
体2内に流入するので、熱分解残渣Cが効率よく加熱さ
れる。いいかえれば、上記した実施例1〜4では溶融室
炉3内の熱分解残渣層に対する熱伝達は放射伝達である
から、本例に比べて効率が悪い。
【0102】 高温ガス中に含まれる酸素分が熱分解
残渣中に残存する可燃物(主として炭素)と反応し燃焼
することにより、熱分解残渣層の温度をより高い温度に
上昇させられるので、バーナ7に用いる燃料を削減でき
る。
【0103】 本例の溶融炉1−5は上記した他の実
施例にかかる溶融炉に比べて構造が簡単である。また、
上記した先行技術(特開平11−132432号)では
不安定なドーム状溶融ゾーンで溶融が行なわれるのに対
し、溶融室炉3内で熱分解残渣層の傾斜面で溶融が行な
われるので、操業が安定して遂行される。
【0104】なお、本例の溶融炉1−5では押出装置1
3付近の熱分解残渣の温度が1000℃以下になるよう
に、制御される。また押出装置13付近の熱分解残渣は
単にチャーだけでなく、熱分解が完全には完了せず、可
燃成分を比較的多く含むようにガス化炉本体2内に堆積
する廃棄物層Bの高さが浅くなるように設定される。
【0105】その他の構成および作用は上記第4実施例
と共通しているので、共通の構成部材には同一の符号を
用いて図示し、説明を省略する。
【0106】図6は本発明の第6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。
【0107】第6実施例の溶融炉1−6が上記の実施例
4の溶融炉1−4と相違するところは、2つの点であ
る。
【0108】第1は第2実施例と同様に、ガス化炉本体
2の一部としてガスヘッダー16を炉内に設けたことで
ある。すなわち、ガス化炉本体2の炉壁2aを断面三角
形状に半径方向内方にかつ円周方向にわたって環状に突
設し、廃棄物層Bが充填されない環状空間部をガスヘッ
ダー16に構成したことである。
【0109】第2は、溶融室炉3内で発生する高温ガス
を空間部からではなく、熱分解残渣層を通過させてガス
化炉本体2内へ供給するようにしたことである。つま
り、溶融室炉32内に堆積している熱分解残渣層と接す
る内壁に設けた複数のガス吸込口17をガス供給管8へ
連通させている。各吸込口17は熱分解残渣層表面から
約1000mm(図6では符号L)の位置にし、熱分解
残渣が高温ガス中に飛散して混入するのを削減させるた
め、各吸込口17内に流入するガス流速を0.1m/s
ecと非常に遅くしている。
【0110】この構成により、第5実施例についての上
記およびに記載したのと同様の作用効果がもたらせ
られる。その他の構成および作用は上記実施例と共通し
ているので、共通の構成部材には同一の符号を用いて図
示し、説明を省略する。
【0111】図7は本発明の第7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。
【0112】第7実施例の溶融炉1−7が上記の実施例
4の溶融炉1−4と相違するところは、ガス供給管8へ
導入する酸素含有ガスを酸素と空気の2系統とし、炉本
体2内の下部の熱分解残渣層の温度およびガス供給管8
内を供給される高温ガスの温度をそれぞれ計測し、たと
えば熱分解残渣層の温度が800℃に、高温ガスの温度
が1300℃になるように、制御器18・19および電
磁開閉弁20・21により酸素の流量および空気の流量
を調節するように構成している。つまり、炉本体2へ供
給する高温ガスの温度は酸素と空気の流量により、また
熱分解残渣層の温度は酸素と空気の比で概ね調節でき
る。なお、ガス化溶融炉1で必要な全熱量が不足すると
きには、バーナ7から加える燃料を増加させるととも
に、溶融室炉3内に導入する空気と酸素の量を増加させ
ればよい。この場合に、酸素および空気はバーナ7から
吹き込んでもよく、あるいはバーナ7から吹き込んでも
よい。
【0113】図8は本発明の第8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。
【0114】第8実施例の溶融炉1−8が上記の実施例
4の溶融炉1−4と相違するところは、外部から灰を積
極的に炉本体2内に押し込んで溶融処理ができるように
したことである。すなわち、図8に示すように、ガス化
炉本体2の高温ガス吹き込み口よりも少し上方の位置に
灰投入シュート22を配設し、この灰投入シュート22
の上端部にスクリューフィーダ23を連設し、外部から
灰Cを炉本体2内に押し込んで処理できるようにしてい
る。
【0115】この構成により、たとえば、ガス化炉本体
2内の上部に灰Cを投入すると排ガスQの流れに伴って
飛散するのに対し、本例では灰の投入位置より上方に堆
積されている廃棄物Aがフィルターの役目をするので灰
が飛散しないという利点がある。 その他の構成および
作用は上記第4実施例と共通しているので、共通の構成
部材には同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【0116】図9は本発明の第9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。
【0117】第9実施例の溶融炉1−9が上記の実施例
4の溶融炉1−4と相違するところは、次の点である。
すなわち、ガス供給管8の途中にサイクロンサスペンデ
ィットプリヒータ24を介設し、このサイクロンサスペ
ンディットプリヒータ24の上流側に灰の投入口25を
設けたことである。
【0118】この構成により、溶融室炉3からガス化炉
本体2内へ供給される高温ガスQは、サイクロンサスペ
ンディットプリヒータ24内に導入されるとともに、投
入口25からガス供給管8に投入された灰がサイクロン
サスペンディットプリヒータ24内に流入して高温ガス
により瞬間的に加熱され、溶融室炉3内に落下して流入
し、溶融される。一方、高温ガスQは灰Cの加熱に使用
されたことによって温度が低下し、適温となってガス化
炉本体2内へ供給される。なお、サイクロンサスペンデ
ィットプリヒータ24内から溶融室炉3内への灰の吹き
込み方法は、図9のように単に吹き込み口26から吹き
込んでもよいし、バーナ7から燃料や空気などとともに
吹き込んでもよい。
【0119】図10は溶融室炉の別の実施例を拡大して
示す中央縦断面図である。本例の溶融室炉3’は、側壁
3cに補修用耐火物Eの吹き付けガン27を装入可能な
挿通孔28を穿設し、この挿通孔28からガン27を装
入し、かつ前後左右に可動できるようにしている。そし
て、溶融室炉3’内の空間部Uにテレビカメラ(不図
示)や温度計(不図示)などの計測機器を配備してお
き、天井部などの耐火物壁の損傷箇所を検出し、ガン2
7により補修用耐火物Eを吹き付けて補修する。この場
合に使用するガン27の操作時間は20分程度であり、
操作も容易である。この構成により、耐火物の修理のた
めに操業を停止する時間が大幅に減少し、溶融炉1の稼
働率が向上する。
【0120】次に、図11はガス化溶融炉の第10実施
例を示す中央縦断面図である。
【0121】本例の溶融炉1−10は以下の点が上記各
実施例と相違する。すなわち、ガス化炉本体2と溶融室
炉3の連通用開口2b・3aが絞られておらず、ガス化
炉本体2と同一径の開口断面で接続され、また溶融室炉
3の一側壁3d(図の左側)は熱分解残渣Cの安息角に
近い傾斜面に形成されている。また、この傾斜面3dに
沿って耐熱性に優れた搬送装置としてのメタルベルトコ
ンベヤ(桟付き)29が配備されている。また、スラグ
取出口6の下方に上端を開放したスラグ貯留室30が設
置され、このスラグ貯留室30内にも耐熱性に優れたメ
タルベルトコンベヤ31が配備され、スラグ等の溶融物
が自動的に搬出できるようになっている。さらに、溶融
室炉3内の空間部には3基のバーナ7が配備され、各バ
ーナ7からは酸素富化空気および助燃燃料としてLPガ
ス又は油が吹き込まれる。
【0122】ガス化炉本体2の高さ方向の中間部(乾燥
域X)および下部(熱分解域Y)の炉壁1aを、それぞ
れ上記第2実施例と同様に断面三角形状に半径方向外方
にかつ円周方向にわたって環状に張り出させ、廃棄物A
が安息角で傾斜して形成される傾斜面のた上方の充填さ
れない環状空間部をガスヘッダー32・33に構成して
いる。そして、上下のガスヘッダー32・33に溶融室
炉3内の空間部からガス供給管8が分岐され、各分岐管
34、35が接続され、また炉本体2内の炉頂空間部T
に分岐管36が接続され、各分岐管34〜36にはダン
パー37、38、39が介設されている。さらに、炉頂
空間部Tおよびガスヘッダー32・33に酸素+窒素な
どの酸素含有ガスの導入管40〜42に接続され、各導
入管40〜42の途中に開閉バルブ43、44、45が
介設されている。さらにまた、炉本体2の上部炉壁2a
には廃棄物Aの投入口46が開口され、廃棄物Aの投入
用ホッパー47を備えたプッシャー48が投入口46に
連設されている。その他の構成は上記第1実施例と共通
しているので、共通の構成部材には同一の符号を用いて
図示し、説明を省略する。なお、ガス化炉がシャフト炉
や流動層炉に代えてロータリーキルンなどの炉を用いて
もよい。上記のようにして構成される溶融炉1−10
は、下記のような手順で操業される。本例の溶融方法
(操業方法)を上記した従来の溶融炉(特開平11−1
32432号、以下、従来炉という))による溶融方法
(以下、従来法という)と比較しながら説明する。
【0123】従来法(図12)では、排ガスにCOが比
較的多く含まれることから、炉から生成される排ガスか
ら水素と一酸化炭素とを生産している。ドーム状溶融ゾ
ーン53(図12)は1650℃前後になることから、
この温度における化学平衡から計算予測される排ガスの
組成は、CO17%、CO214%、H214%であり、
実際の炉の運転データとおおむね一致する。助燃燃料と
してのLPガス使用量は廃棄物Aの全発熱量の約20%
である。
【0124】一方、本例の溶融炉1−10では、排ガス
の組成においてCO2の割合が増えている。これは、炉
本体2内における廃棄物層Bの燃焼温度を従来法に比べ
て低く設定するからである。つまり、溶融室炉3で発生
した高温ガスQは炉頂空間部Tおよびガスヘッダー32
・33に酸素含有ガスとともに導入され、炉本体2内で
廃棄物層Bと反応して従来法に比べて低温で燃焼する
が、熱分解域Yについて生成される熱分解残渣の温度が
従来法よりもやや高くなるので、助燃燃料としてのLP
ガス使用量又は油使用量が削減される。また排ガスの発
熱量も減少する。したがって、燃焼用空気の供給量が減
少するので、排ガスの発生量も減少する。下記表1は従
来法と本例の操業方法とにおいて、助燃燃料としての
LPガス使用量、溶融炉全体の酸素使用量ならびに
排ガスの燃焼に必要な再燃ガス使用量を表す。
【0125】
【表1】 本例の操業方法によれば、次のような優れた効果を奏す
る。すなわち、従来法に比べてCO2の割合が高い排ガ
スが発生する。熱分解残渣Cの溶融に必要な温度は16
50℃で従来法と同じである。廃棄物Aの単位当たりの
発熱量は両者とも同じであるが、発生する排ガスのLH
V(熱量)は(従来法)>(本例の操業法)となる。排
ガス中の炭素量は同じであるが、助燃燃料のLPガス使
用量が減少することによる水素の減少により、ガス容量
は(従来法)>(本例の操業法)となる。
【0126】排ガスGの再燃焼の温度が850〜110
0℃に低下することで、後続のボイラや空気予熱器の管
機材の材質を落とせ安価な材料が使用できるようにな
り、かつダイオキシンの低減が図れる。また、ガスヘッ
ダー32・33への高温ガスQの供給量を排ガスGの二
酸化炭素濃度が一定になるようにダンパー37・38に
て調節するとともに、乾燥域Xと熱分解域Yの温度が目
的の温度になるように導入管41・42からの酸素含有
ガスの導入量を決定する。酸素含有ガスを炉本体2内に
導入すると、二酸化炭素の発生量が増える。
【0127】さらに、排ガスGの温度を一定に保つた
め、炉頂空間部Tに分岐管36から高温ガスQを導入す
るとともに、導入管40から酸素含有ガスを導入して混
合することにより、廃棄物Aの投入量の変化に広範囲で
対応させたり、排ガスGの変動や吹き抜けを最小限に抑
えたりできる。さらにまた、廃棄物Aの燃焼開始時に炉
頂空間部Tに分岐管36から高温ガスQを導入させれ
ば、廃棄物Aの有無に関係なく燃焼を開始して操業でき
る。
【0128】
【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。
【0129】(1) シャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉の長
所である熱効率の良さとガス発生量の平均化効果をその
まま引き継げる。すなわち、熱分解残渣の溶融に使用さ
れた後の高温のガスは炉本体内へ送り込まれてごみの乾
燥・熱分解に供され、高温ガスの保有する顕熱はほとん
ど廃棄物との反応に回収されて、たとえば排ガスの温度
が約300℃になる。この結果、燃料消費量、電力消費
量および酸素消費量がともに少ない。
【0130】(2) 操作や設備がシンプルであり、運転と
保守が容易である。また、時間当りの廃棄物の溶融処理
量を広い範囲で安定して変えることができる。
【0131】(3) 溶融炉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であり、この
結果、下流側で燃焼させるために混入させる空気量を最
小限に抑えることができ、COの発生も抑えられ、かつ
ダイオキシンやNOxの発生も抑えられるうえに、尿素
や活性炭や消石灰等のガス清浄薬品の消費量を少なくで
き、さらに、飛灰量も低減できる。
【0132】(4) 排ガス量と性状が安定するために排ガ
スを燃焼させた際にボイラと蒸気タービン等の発電設備
により安定した良質の電力を得ることができる。さらに
上述したように混入させる燃焼用空気量を少なくできる
ので、ボイラ廃熱が少なく、かつ発生した蒸気を有効に
全量蒸気タービンへ送り込めるために熱ロスがない。
【0133】(5) どのような廃棄物の投入量の変動にも
対応可能、すなわち、投入量が通常の1/10以下の量
になっても、安定して廃棄物をガス化溶融できる。
【0134】(6) 汚泥や焼却灰や飛灰も処理できるとと
もに、その際に発生する排ガスの熱も有効に回収でき
る。
【0135】(7) 炉本体内では廃棄物を溶融させないか
ら、炉本体内の廃棄物層の温度は上記した先行技術の溶
融炉よりも遥かに低く、かつ灰が溶融(軟化)を開始す
る温度ある1000℃より低い。この結果、炉本体内で
の熱分解残渣の異常付着や棚吊り現象がなく、操業が安
定するとともに、耐火物の寿命が飛躍的に延び、設備の
稼働率が向上する。
【0136】(8) 溶融室炉が炉本体の外にあり、損耗す
る耐火物がガス空間部に位置しているので、補修用耐火
物の吹き付けにより容易に補修可能であるから、設備の
稼働率が飛躍的に向上する。
【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
炉を示すもので、図1(a)は中央縦断面図、図1
(b)は図1(a)のb−b線断面図である。
【図2】本発明の第2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3】本発明の第3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4】本発明の第4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5】本発明の第5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6】本発明の第6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7】本発明の第7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8】本発明の第8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9】本発明の第9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10】溶融室炉の別の実施例を拡大して示す中央縦
断面図である。
【図11】本発明の第11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12】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13】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。
【図14】図12に示すガス化溶融炉の溶融反応ゾーン
を拡大して示す断面図で、図14(a)は正常時を、図
14(b)は異常時をそれぞれ表す。
【図15】図13に示すガス化溶融炉のドーム状溶融ゾ
ーンを拡大して示す断面図で、図15(a)は正常時
を、図15(b)は異常時をそれぞれ表す。
【図16】従来の一般的な溶融専用の炉を示す中央縦断
面図である。
【符号の説明】
1・1−2〜10:ガス化溶融炉 2:ガス化炉本体 2a:炉壁(側周壁) 2b:下端開口 3・3’:溶融室炉 4:排気口 5:廃棄物投入シュート 6:スラグ取り出し口 6a:堰 7:加熱・溶融用バーナ 8:ガス供給管 9:ヘッダーダクト 10:ガス吹き込み管 11:ガスヘッダー 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:熱分解残渣層
───────────────────────────────────────────────────── 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) B09B 3/00 C10J 3/00 E C02F 11/10 H C10J 3/00 ZABG F23G 5/44 ZABZ ZAB B09B 3/00 ZAB F23G 5/44 ZAB 303L Fターム(参考) 3K061 AA16 AB03 AC01 BA06 DA12 DA19 3K065 AA11 AB02 AB03 AC01 BA06 CA12 4D004 AA02 AA46 CA08 CA27 CA29 CA42 CB34 CB42 CB45 CB47 CC02 DA02 DA03 DA06 DA20 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 DA06 4D059 AA00 BB02 BB04 BB11 BB15 BB18 BD40 CA11 EA10 EB10

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉内に上方から廃棄物を順次投入して高
    温ガスにより乾燥させたのち熱分解させるためのシャフ
    ト炉形式又は流動層形式のガス化炉本体と、該ガス化炉
    本体の下端排出口に一体に連設され、前記廃棄物の熱分
    解残渣を受け入れ、該熱分解残渣の傾斜面に向けて加熱
    溶融用バーナを備えた溶融室炉とを備え、 前記溶融室炉には、溶融したスラグと金属との溶融物を
    取り出すための取出口を設けるとともに、溶融室炉内に
    おいて前記熱分解残渣の加熱・溶融時に発生した高温ガ
    スを前記ガス化炉本体へ供給する機構を設けていること
    を特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
  2. 【請求項2】 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体への
    高温ガス供給路に、酸素又は酸素富化空気の導入路を接
    続し、前記ガス化炉本体へ供給される高温ガスの温度を
    下げるとともに、酸素濃度を高められるように構成した
    請求項1記載の廃棄物ガス化溶融炉。
  3. 【請求項3】 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ高
    温ガスを供給するために、前記ガス化炉本体と前記溶融
    室炉との接続箇所に供給路を設けるか又は前記ガス化炉
    本体内の下部と前記溶融室炉内の空間部とをダクトによ
    り接続する請求項1又は2記載の廃棄物ガス化溶融炉。
  4. 【請求項4】 前記ガス化炉本体と前記溶融室炉との接
    続箇所付近に、スクリュー式・回転羽根式・プッシャー
    式などの熱分解残渣送り出し機構を配備した請求項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】 前記溶融室炉内に、熱分解残渣に対し酸
    素含有ガスを吹き込むための羽口を設けた請求項1〜3
    のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
  6. 【請求項6】 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供
    給される高温ガスの温度を1000〜1300℃に調整
    するとともに、前記ガス化炉本体内に投入されて乾燥さ
    れた廃棄物が500〜1000℃の温度にて加熱されて
    熱分解残渣が生成されるように高温ガスの供給量を調整
    するための制御装置を配備した請求項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】 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ供
    給される高温ガスの温度が1000℃以上で、前記ガス
    化炉本体内の廃棄物が800℃以下の温度にて加熱され
    て熱分解残渣が生成されるように高温ガスの温度および
    供給量を調整可能な制御装置を設けた請求項6記載の廃
    棄物ガス化溶融炉。
  8. 【請求項8】 前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部よ
    り下方に、灰等の不燃物又は汚泥の装入口を設けるとと
    もに、該装入口の近傍にスクリュー式・回転羽根式・プ
    ッシャー式などの押し込み機構又は随伴用ガスの吹き込
    み機構を付設した請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄
    物ガス化溶融炉。
  9. 【請求項9】 前記溶融室炉に、不燃物を単独あるいは
    燃料および酸素含有ガスとともに吹き込むための吹込口
    を設けた請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄物ガス化
    溶融炉。
  10. 【請求項10】 前記溶融室炉から前記ガス化炉本体へ
    の高温ガス供給路の途中にホットサイクロンを介設し、
    該サイクロンの入口部又は該サイクロン内に灰等の不燃
    物あるいは汚泥の投入口を設けるとともに、前記サイク
    ロンから前記溶融室炉へ前記サイクロンによる捕集物の
    送給路を設けた請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄物
    ガス化溶融炉。
  11. 【請求項11】 前記溶融室炉内に、前記加熱溶融用バ
    ーナにより加熱溶融中の熱分解残渣層のレベルを適正に
    保つためのレベル計測装置として、工業用テレビカメ
    ラ、マイクロ波測定装置あるいは放射線式測定装置のい
    ずれかを配備した請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄
    物ガス化溶融炉。
  12. 【請求項12】 前記溶融室炉壁に、補修用耐火物吹付
    け装置の装入孔を設け、前記溶融室炉内の耐火物の損傷
    部位を外部から補修できるように構成した請求項1〜5
    のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
  13. 【請求項13】 前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部
    付近において、炉内壁を直ぐ上方の部分に比べてテーパ
    ー状に急激に拡大するか又は縮小するかして廃棄物が充
    填されない環状空間部を形成し、前記溶融室炉から前記
    ガス化炉本体へ供給する高温ガスを前記環状空間部へ導
    くようにした請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄物ガ
    ス化溶融炉。
  14. 【請求項14】 前記溶融室炉内に堆積している熱分解
    残渣層と接する内壁に設けた複数のガス吸込口を設け、
    該各ガス吸込口を前記ガス供給管へ連通させた請求項1
    〜5のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉。
  15. 【請求項15】 前記ガス化溶融室炉本体が流動層炉で
    あって、該炉本体内に循環する砂などの流動媒体からふ
    るい分けした熱分解残渣層と前記ガス化炉本体内で発生
    した炉頂ガスに随伴する残渣とサイクロン等で回収した
    煤塵とを、前記溶融室炉へ供給できるように構成した請
    求項1、2又は5のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融
    炉。
  16. 【請求項16】 前記ガス化炉本体内の上部に0.5〜
    2.5の空気比で空気、酸素あるいは酸素富化空気等の
    酸素含有空気を外部から付加して炉頂部から排気される
    排ガスの温度を、800〜1100℃の温度まで上昇さ
    せるため、前記ガス化炉本体内に外部から導入するN2
    +O2の流量および前記ガス化炉本体内に前記溶融室炉
    内から供給する高温ガスの流量を調整し、前記排ガスの
    CO2濃度を高濃度に制御する請求項1〜14のいずれ
    かに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。
  17. 【請求項17】 前記溶融室炉内で発生した高温ガスの
    一部を前記ガス化炉本体内の廃棄物層の上面付近に導
    き、空気、酸素あるいは酸素富化空気等の酸素含有空気
    を加えて燃焼させ、炉頂から排気される排ガスの温度を
    調整する請求項1〜14のいずれかに記載の廃棄物ガス
    化溶融炉の操業方法。
  18. 【請求項18】 前記溶融室炉内で発生した高温ガスの
    一部を前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部へ導き、さ
    らに前記ガス化炉本体内の廃棄物層の上面付近に空気、
    酸素あるいは酸素富化空気を加えて燃焼させる請求項1
    〜14のいずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方
    法。
  19. 【請求項19】 前記ガス化溶融室炉内で発生した高温
    ガスの一部を前記ガス化炉本体の高さ方向の中間部で高
    さ方向に間隔をあけた複数の箇所へ導き、さらに前記ガ
    ス化炉本体内の廃棄物層の上面付近に空気、酸素あるい
    は酸素富化空気を加えて燃焼させる請求項1〜14のい
    ずれかに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。
  20. 【請求項20】 前記ガス化炉本体の廃棄物層から発生
    する排ガス中のCO/CO2比に応じてガス化炉本体へ
    送り込む全酸素流量を制御する請求項16〜19のいず
    れかに記載の廃棄物ガス化溶融炉の操業方法。
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