JP2002174411A - 熱分解ガス化溶融システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラグの品質を向上する。 【解決手段】 流動床型ガス化炉１と旋回溶融炉３との
間に介在する固気分離装置２で、流動床型ガス化炉１で
生成された熱分解ガスから固形物を分離し、この分離し
た固形物を流動床型ガス化炉１内に戻して繰り返し熱分
解してガス化する一方で、分離した熱分解ガスを旋回溶
融炉３に導入するので、この熱分解ガスに随伴されるの
は微細な飛灰を主とするダスト等の被溶融物のみである
から、被溶融物のバラツキが無く、確実に溶融するよう
に構成して成るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱分解ガス化溶融
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】可燃物をガス化炉で熱分解してガス化
し、この時生じる可燃性の熱分解ガスを溶融炉に導入す
ることで、熱分解ガスを燃焼させると共に当該熱分解ガ
スに随伴される飛灰を主とするダスト（被溶融物）を当
該熱分解ガスの燃焼熱を利用して溶融しスラグを得る熱
分解ガス化溶融システムが知られている。

【０００３】この熱分解ガス化溶融システムでは、可燃
物を特に一般廃棄物や産業廃棄物等のごみとする場合に
は、ガス化炉として流動床型ガス化炉を用いる場合が多
い。また、溶融炉としては、最近では、旋回溶融炉が注
目されている。また、溶融スラグは、所定の冷却処理を
施すことで、例えばアスファルト舗装材等の土木建築用
資材やコンクリート材の砂の代替物等として有効利用し
ようとする試みが成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記流動床型
ガス化炉と旋回溶融炉を組み合わせて成る熱分解ガス化
溶融システムの研究が進められているが、この熱分解ガ
ス化溶融システムにあっては、スラグの品質（機械的強
度）が十分では無いといった問題がある。

【０００５】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、スラグの品質が向上する熱分解
ガス化溶融システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前述した熱
分解ガス化溶融システムの問題点について検討した結
果、流動床型ガス化炉から旋回溶融炉に流入する飛灰を
主としたダストは粒度の不揃いが生じ、この粒度不揃い
に起因してダストの溶融にバラツキが生じて製品スラグ
の品質が低下するということを見出した。また、上記熱
分解ガスに随伴されるダストには可燃分の含有量が多い
ものがあり、このダストが旋回溶融炉で完全燃焼・溶融
されずに未燃焼・未溶融の状態で排出されることからス
ラグの品質が低下するということも見出した。

【０００７】そこで、本発明の熱分解ガス化溶融システ
ムは、炉内に流動床を備え、この炉内に供給される可燃
物を熱分解してガス化する流動床型ガス化炉と、この流
動床型ガス化炉に接続され、生成された熱分解ガスから
固形物を分離し当該固形物を流動床型ガス化炉内に戻し
て循環させる固気分離装置と、この固気分離装置で固形
物が分離された熱分解ガスを旋回溶融炉内に導入し該炉
内を旋回させながら、当該熱分解ガスに随伴される被溶
融物を溶融する旋回溶融炉とを具備した。

【０００８】このように構成された熱分解ガス化溶融シ
ステムによれば、流動床型ガス化炉と旋回溶融炉との間
に介在する固気分離装置により、流動床型ガス化炉で生
成された熱分解ガスから大部分の固形物が分離され、こ
の分離された固形物は流動床型ガス化炉内に戻されて繰
り返し熱分解してガス化され、一方、固形物が分離され
た熱分解ガスは旋回溶融炉に導入される。このため、こ
の熱分解ガスに随伴される飛灰を主とするダスト等の被
溶融物は、固気分離装置で分離できない微細で粒度が均
等化され且つその可燃分の含有量の少ない飛灰のみとな
り、バラツキ無く且つ安定して且つ確実に溶融されるこ
とになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス化溶融シ
ステムの好適な実施形態について添付図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明によるガス化溶融システム
を示す概略構成図である。

【００１０】このガス化溶融システムは、一般廃棄物や
産業廃棄物等のごみを熱分解してガス化し残渣を溶融す
るシステムであり、図１に示すように、流動床型ガス化
炉１と、この流動床型ガス化炉１に接続される固気分離
装置としてのサイクロン２と、このサイクロン２に接続
される旋回溶融炉３とを備える。

【００１１】流動床型ガス化炉１は、投入されるごみＡ
を所定の圧力下で温度約９００°Ｃにて熱分解してガス
化するガス化炉であって、縦長の略円筒形状を成し底部
は先細截頭円錐とされた炉本体４を備えている。この炉
本体４が所謂燃焼室を構成し、下部に、ごみＡが燃焼・
ガス化される流動床５が形成され、上部に、未燃ガスや
浮遊炭素粒子を燃焼させて温度を上げ、未燃ガス中の高
分子類の分解及び炭素粒子のガス化を行わせるフリーボ
ード（上部空間）６が画成される。この炉本体４は、燃
焼・流動用空気を内部に導入する空気導入口７を複数備
え、これらの空気導入口７を介して燃焼・流動用空気を
均一に分散・導入することで、ごみＡを熱分解してガス
化し、可燃性の熱分解ガスを生成すると共に残渣として
炉底灰を生成する。

【００１２】この流動床型ガス化炉１には、その底部下
に、炉底灰等の底部に溜まる固形物Ｂを当該底部から適
宜排出する排出コンベア（不図示）が配設されていると
共に、上部のガス排出口８に、熱分解ガスを排出するガ
スライン９が接続されている。

【００１３】このガスライン９に接続されるサイクロン
２は、供給される熱分解ガスから固形物を分離する固気
分離装置であり、下部の固形物戻し口１０と流動床型ガ
ス化炉１の炉本体４内の流動床５とを接続し、分離した
固形物を流動床５に戻すダウンパイプ１１を備えると共
に、上部のガス排出口１２に、固形物が分離された熱分
解ガスを排出するガスライン１３が接続されている。

【００１４】このガスライン１３に接続される旋回溶融
炉３は、縦長の略円筒形状を成す一次燃焼室１４と、こ
の一次燃焼室１４の下部後方に連設され、燃焼を完結さ
せる二次燃焼室１５とを備えている。

【００１５】一次燃焼室１４は、上部の導入口１６から
供給される熱分解ガスが該室１４の内壁面に沿って旋回
流を起こすように接線方向に流入され当該炉内壁面を伝
う旋回下降流Ｃを形成する。そして、一次燃焼室１４に
導入された被溶融物をこの旋回下降流Ｃに随伴させて温
度約１２００〜１４００°Ｃにて溶融してスラグ化す
る。この一次燃焼室１４は、底部に、溶融スラグを排出
するスラグ排出口１７を備え、二次燃焼室１５は、上部
に、燃焼ガスを後段の所定の排ガス処理系に排出するガ
ス排出口１８を備えている。

【００１６】このように構成された熱分解ガス化溶融シ
ステムによれば、流動床型ガス化炉１に投入されたごみ
Ａは、当該流動床型ガス化炉１で熱分解してガス化さ
れ、生成された熱分解ガスは、サイクロン２に供給され
る。このサイクロン２では、熱分解ガスが固気分離さ
れ、分離された熱分解ガスは、旋回溶融炉３に供給さ
れ、一方、分離された固形物は、流動床型ガス化炉１内
に戻されて再び熱分解してガス化される。

【００１７】従って、サイクロン２から旋回溶融炉３に
供給される熱分解ガスには、サイクロン２で分離できな
い微細で粒度が均等化され且つその可燃分の含有量の少
ない飛灰を主とするダスト（被溶融物）のみが随伴され
ることになる。

【００１８】このダストを随伴する熱分解ガスが旋回溶
融炉３に導入されると、当該ダストを随伴する旋回下降
流Ｃが形成され、この旋回下降流Ｃで熱分解ガスが燃焼
されると共に当該熱分解ガスに随伴されるダストが当該
熱分解ガスの燃焼熱によって溶融される。

【００１９】この時、ダストは、前述したように、サイ
クロン２により、分離されると共にその粒度が均等化さ
れ且つその可燃分の含有量が少ないため、バラツキ無く
且つ安定して且つ確実に溶融される。従って、スラグの
品質を向上するのが可能とされている。

【００２０】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、サイク
ロン２で、分離した固形物を流動床５に直接戻す構成と
しているが、フリーボード６に戻す構成とすることも可
能である。また、ごみＡの供給系を、フリーボード６を
介して流動床５に供給する構成としても良い。

【００２１】また、流動床型ガス化炉１の炉底灰等を直
接若しくは破砕等の処理を施し、上記ダストを随伴する
熱分解ガスと共に旋回溶融炉３に導入し、スラグ化を図
ることも勿論可能である。

【００２２】さらにまた、上記実施形態においては、熱
分解してガス化し溶融する対象をごみとしているが、ご
みに限定されるものではない。

【００２３】

【発明の効果】本発明による熱分解ガス化溶融システム
は、流動床型ガス化炉と旋回溶融炉との間に介在する固
気分離装置で、流動床型ガス化炉で生成された熱分解ガ
スから固形物を分離し、この分離した固形物を流動床型
ガス化炉内に戻して繰り返し熱分解してガス化する一方
で、固形物を分離した熱分解ガスを旋回溶融炉に導入す
るので、この熱分解ガスに随伴されるのは、微細な飛灰
を主とするダスト等の被溶融物のみであるから、被溶融
物のバラツキが無く、確実に溶融するように構成したの
で、スラグの品質を向上するのが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱分解ガス化溶融システムを示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１…流動床型ガス化炉、２…サイクロン（固気分離装
置）、３…旋回溶融炉、５…流動床、Ａ…ごみ（可燃
物）、Ｃ…旋回下降流。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２３Ｃ 10/02 Ｆ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢ １１５Ｚ １１５ 5/16 ＺＡＢＺ 5/16 ＺＡＢ 5/30 ＺＡＢＬ 5/30 ＺＡＢ Ｆ２７Ｂ 15/09 Ｆ２７Ｂ 15/09 19/02 19/02 Ｆ２３Ｃ 11/02 ３１１ Ｆターム(参考） 3K061 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 AC19 DA12 DB01 DB15 DB17 FA01 FA25 FA26 3K064 AB07 AD08 AE11 AE13 BA07 BA17 BA22 3K078 BA08 BA21 CA02 CA12 CA17 CA24 4K046 HA11 KA01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に流動床を備え、この炉内に供給さ
   れる可燃物を熱分解してガス化する流動床型ガス化炉
   と、 この流動床型ガス化炉に接続され、生成された熱分解ガ
   スから固形物を分離し当該固形物を前記流動床型ガス化
   炉内に戻して循環させる固気分離装置と、 この固気分離装置で分離された熱分解ガスを炉内に導入
   し炉内を旋回させながら、当該熱分解ガスに随伴される
   被溶融物を溶融する旋回溶融炉と、 を具備した熱分解ガス化溶融システム。