JP2002276917A

JP2002276917A - 廃棄物処理炉

Info

Publication number: JP2002276917A
Application number: JP2001082753A
Authority: JP
Inventors: Daihachiro Sakurai; 大八郎櫻井; Kazunori Yamate; 一記山手; Junji Konishi; 純二小西; Shigehiro Arakawa; 茂宏荒川; Koji Iida; 孝司飯田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】炉本体への廃棄物の供給を円滑に行う。【解決手段】炉本体２の中間部に廃棄物を供給する廃
棄物供給装置３として、炉本体２内に通じる比較的径の
小さい廃棄物供給路１１と、廃棄物供給路１１内に搬送
気体を供給して廃棄物供給路１１内に炉本体２に向く気
流を発生させる気流発生装置１２とを設ける。気流発生
装置１２として、二酸化炭素ガス供給装置１６と、二酸
化炭素ガス供給装置１６から供給される二酸化炭素ガス
（搬送気体）を廃棄物の搬送に必要な圧力まで加圧して
廃棄物供給路１１に送出する昇圧器１７（コンプレッサ
ー）とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理に用
いる廃棄物処理炉、特に熱可塑性有機物の含有率の高い
廃棄物を処理可能な廃棄物処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミ等の一般廃棄物、及び産業廃棄
物等は、例えばそのまま埋め立て処分場に埋め立てられ
るが、現在ある埋め立て処分場の受け入れ能力は残りわ
ずかであり、また新規の埋め立て処分場を確保すること
も困難である。これら廃棄物は焼却炉で焼却することで
減量することができるが、廃棄物の焼却時にダイオキシ
ン類等の有害物質を含むガスが発生するおそれがあり、
その焼却灰には廃棄物に含まれていた重金属類等の有害
物質が残留しているので、環境汚染を防ぐために様々な
対策を施す必要がある。そこで、近年は、廃棄物処理炉
として、炉本体内で廃棄物を燃焼させて、一気に溶融体
にまで転化させるガス化溶融炉が注目されている。ガス
化溶融炉は、廃棄物を加熱することによって、廃棄物の
分解ガスを含むガスと溶融体とに転化させるものであっ
て、廃棄物の焼却時に発生するガス中にはダイオキシン
等の有害なガス成分が少なく、また廃棄物に含まれてい
た重金属類等の有害物質は、溶融スラグとして固定化さ
れるので、重金属類が溶出しにくいという特徴がある。
ここで、ガス化溶融炉は、炉本体内の雰囲気が、廃棄物
が完全燃焼するのに要する濃度よりも低い酸素濃度とな
るように（還元雰囲気となるように）酸素供給量が調整
されている。そして、ガス化溶融炉では、炉本体の内圧
が正圧とされており、これによって炉本体内への外気の
侵入を防止して、炉本体内の雰囲気の管理を容易にして
いる。また、廃棄物から発生する分解ガス中には可燃性
のガスが含まれており、この可燃性のガスは燃料として
有効利用される。なお、ガス化溶融炉では、炉本体内の
雰囲気が高温になるので、炉本体には、炉本体を熱から
保護するための冷却手段が設けられる。

【０００３】従来のガス化溶融炉において、炉本体内に
廃棄物を供給する廃棄物供給手段としては、炉本体内に
通じる比較的径の大きい廃棄物供給路を設けて、この廃
棄物供給路内にポンプもしくはプレス等によって廃棄物
を圧送する構成としたものがある（この廃棄物供給手段
を第一の廃棄物供給手段とする）。この第一の廃棄物供
給手段は、廃棄物供給路内に廃棄物を圧送することで廃
棄物供給路を通じて炉本体内に廃棄物を連続的に供給す
るものであって、例えば廃棄物供給路内に高密度の廃棄
物層を形成することで、廃棄物自体によって廃棄物供給
路を封止するようにしたものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、廃棄物にはポ
リエチレンやポリエステル等の熱可塑性有機物が含まれ
ており、この熱可塑性有機物は比較的低温で軟化する
（種類によっては約７０°Ｃ程度の低温で軟化するもの
もある）。そして、廃棄物供給路内の廃棄物は、炉本体
からの輻射を受け、また炉本体内から廃棄物供給路内に
高温の気体が流入することによって加熱される。第一の
廃棄物供給手段は、その構造上廃棄物の供給速度が比較
的遅く、廃棄物が廃棄物供給路内に滞在する時間が比較
的長いため、廃棄物供給路内で廃棄物が加熱される時間
も長くなる。また、廃棄物供給路の径が比較的大きく、
廃棄物供給路内の廃棄物が炉本体内に露出される面積も
大きいので、廃棄物供給路内の廃棄物が加熱されやす
い。このため、第一の廃棄物供給手段を用いたガス化溶
融炉では、熱可塑性有機物を体積比で３０％以上含有す
る廃棄物を処理する場合、廃棄物供給路の出口近傍の内
面に軟化した熱可塑性有機物が固着して廃棄物の通過を
妨げることとなり、炉本体内に廃棄物を円滑に供給する
ことが困難となる場合があった。

【０００５】他の廃棄物供給手段としては、炉本体内に
通じる比較的径の小さい廃棄物供給路を設け、この廃棄
物供給路内に気体を供給して廃棄物供給路内に炉本体に
向かう気流を生じさせて、この気流によって廃棄物を炉
本体内に搬送するようにしたものがある（この廃棄物供
給手段を第二の廃棄物供給手段とする）。この第二の廃
棄物供給手段は、廃棄物供給路内に供給した気体（以
下、搬送気体と呼ぶ）の気流によって廃棄物を比較的高
速で搬送するものである。これにより、第二の廃棄物供
給手段を用いたガス化溶融炉では、廃棄物中の熱可塑性
有機物が軟化する前に廃棄物を炉本体に供給することが
でき、熱可塑性有機物の含有率の高い廃棄物を処理する
場合にも、廃棄物供給路の出口近傍の廃棄物供給路内面
への熱可塑性有機物の付着を生じにくくすることができ
る。また、廃棄物供給路の径が比較的小さく、廃棄物供
給路内の廃棄物が炉本体内に露出される面積も小さいの
で、廃棄物供給路内の廃棄物が加熱されにくい。さら
に、搬送気体によって廃棄物供給路自体も冷却されるの
で、廃棄物供給路内面への熱可塑性有機物の付着が一層
生じにくい。ここで、第二の廃棄物供給手段では、第一
の廃棄物供給手段に比べて廃棄物の搬送速度が速いが、
炉本体への単位時間あたりの廃棄物供給量は、ガス化溶
融炉の処理能力や運転条件等に応じて適切に調整され
る。

【０００６】この第二の廃棄物供給手段では、搬送気体
として、例えば空気や窒素ガス、ヘリウムガスを用いる
他、ガス化溶融炉に供給されるべき燃料の一部を燃料ガ
スとして、この燃料ガスを搬送気体として用いる場合も
ある。搬送気体として空気や窒素ガス、もしくはヘリウ
ムガスを用いた場合は、炉本体内に常温の搬送気体が供
給されるために炉本体内の雰囲気が冷却されることとな
り、炉本体の過熱を抑制することができる。しかし、使
用した搬送気体の分だけ炉本体内の気体の量が増加し、
炉本体から排出されるガスの量が増加するので、排出ガ
スを処理する設備が大型化してしまうことなる。また、
ガス化溶融炉は排出ガスから有用ガスを回収する目的も
有しているので、炉本体内に有用ガス以外の成分を加え
ることは好ましくない。さらに、窒素ガスはもちろん、
空気にも窒素が含まれているので、これらを搬送気体と
した場合には、搬送気体中に含まれる窒素が高温の炉本
体内で燃焼して有害な窒素酸化物が発生してしまう。搬
送気体としてヘリウムガスを用いた場合には搬送気体か
ら窒素酸化物が発生することはないが、ヘリウムガスは
高価であるため、ガス化溶融炉の運転コストが上昇して
しまう。

【０００７】一方、搬送気体として燃料ガスを用いた場
合には、炉本体内の気体の総量が増えないので排出ガス
の量を増加させずに済む。しかし、廃棄物供給路内に供
給される廃棄物が空気を巻き込んでいた場合には、廃棄
物供給路内でこの空気中の酸素と燃料ガスとが反応して
発火してしまう可能性がある。また、搬送気体を全て燃
料ガスでまかなおうとすると、炉本体内で発生する熱量
が過剰となる場合があり、炉本体を傷める要因となって
しまう。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、炉本体への廃棄物の供給を円滑に行うことが
できる廃棄物処理炉を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる廃棄物処
理炉は、内部で廃棄物の加熱溶融が行われる炉本体と、
該炉本体内に前記廃棄物を供給する廃棄物供給手段とを
有し、該廃棄物供給手段が、前記炉本体内に通じる廃棄
物供給路と、該廃棄物供給路内に気体を供給して、前記
廃棄物供給路内に前記炉本体内に向かう気流を発生させ
る気流発生手段とを有し、該気流発生手段によって前記
廃棄物供給路内に供給される気体が二酸化炭素ガスとさ
れていることを特徴としている。

【００１０】このように構成される廃棄物処理炉では、
廃棄物供給手段は気流発生手段によって廃棄物供給路内
に発生させた気流によって廃棄物を炉本体内に搬送する
ので、廃棄物の搬送速度が速く、また搬送気体によって
廃棄物供給路自体も冷却されるので、廃棄物供給路内面
への熱可塑性有機物の付着を低減することができる。さ
らに、本発明にかかる廃棄物処理炉では、このように廃
棄物供給路内の温度が１００°Ｃ以下程度に保たれてい
て、炉本体内の熱が廃棄物供給路内の廃棄物に伝わらな
いのに加え、搬送気体として不燃性ガスである二酸化炭
素ガスを用いており、廃棄物供給路内の二酸化炭素濃度
が高いため、廃棄物供給路内に供給される廃棄物が空気
を巻き込んでいた場合にも、廃棄物供給路内で廃棄物が
発火しにくい。また、搬送気体中の二酸化炭素ガスの不
燃性特性により炉本体内での廃棄物の燃焼度を調整する
ことができ、これによる炉本体内の雰囲気の冷却を行わ
しめる効果がある。さらに搬送気体中の二酸化炭素ガス
の比率を増減させることで、炉本体内の温度を制御する
ことができるのである。そして、搬送気体として不燃性
ガスである二酸化炭素ガスを用いているので、搬送気体
が炉本体内に供給されても窒素酸化物等の有害ガスを発
生させることがない。さらに、二酸化炭素ガスはヘリウ
ムガスに比べて非常に安価であり、炉本体内で発生する
二酸化炭素ガスを利用することもできるので、廃棄物処
理炉の運転コストを抑えることができる。上記の搬送気
体は、廃棄物供給路内での廃棄物の発火を抑制できれば
必ずしも全量を二酸化炭素ガスとする必要はなく、例え
ば二酸化炭素ガスが体積比で８０％以上含まれていれ
ば、ヘリウムガス等が含まれていてもよい。ここで、ガ
ス化溶融炉など、炉本体内が非常な高温となる廃棄物処
理炉においては、この熱によって炉本体内に供給された
二酸化炭素ガスが一酸化炭素と酸素とに分離される。そ
して、炉本体内では、このようにして発生した一酸化炭
素（ＣＯ）と酸素（Ｏ₂）と燃料ガスとが酸化反応を起
こして発熱することとなる。このとき、二酸化炭素ガス
から生じた酸素が炉本体内の炭素と結合することによっ
てさらに一酸化炭素が形成される。なお、余剰の一酸化
炭素は炉本体から排気ガスとともに排出されたのちに排
気ガスから分離回収されて、炉本体内に再供給すること
で燃料ガスとして活用される。従来の廃棄物処理炉で
は、燃料として酸化剤と燃料ガスとを炉本体内に供給す
るスタイルを採用しているが、ガス化溶融炉など、炉本
体内が非常な高温となる廃棄物処理炉においては、搬送
気体として二酸化炭素ガスを用いることで、上記のよう
に炉本体内で一酸化炭素が形成されて燃料として活用す
ることができる。すなわち、廃棄物処理炉による有用ガ
スの生成量を増大させることができる。さらに、このよ
うに搬送気体から燃料を得ることができるので、炉本体
内への燃料ガスの供給量を低減することができ、これに
よって従来よりも燃料ガスを起因とした炉本体内からの
排気ガスの発生量を少なくすることができる。そして、
搬送気体として二酸化炭素ガスのみを用いることで、炉
本体内への燃料ガスの供給量を最低限にすることがで
き、燃料ガスを起因とした炉本体内からの排気ガスの発
生量を最低限にすることができる。このような廃棄物処
理炉においても、廃棄物供給路内の温度は概ね１００°
Ｃ以下であって廃棄物供給路内では上記のような二酸化
炭素ガスの分解反応は生じないので、廃棄物供給炉内で
の酸素濃度の上昇は生じず、廃棄物供給路内での廃棄物
の発火の抑制が行われる。

【００１１】ここで、搬送気体として、二酸化炭素ガス
と、炉本体に供給されるべき燃料の一部である燃料ガス
との混合気体を用いた場合には、炉本体内の雰囲気の冷
却作用のある二酸化炭素ガスと炉本体の燃料となる燃料
ガスとの比率を増減させることで、炉本体内の温度を制
御することができる。また、搬送気体に不燃性の二酸化
炭素ガスが含まれているので、廃棄物供給路内に供給さ
れた廃棄物中に空気が混入していた場合にも、燃料ガス
がこの空気に含まれる酸素と反応しにくく、廃棄物供給
路内で廃棄物が発火しにくい。なお、搬送気体中に含ま
れる二酸化炭素ガスの割合が体積比で８０％よりも少な
いと、廃棄物供給路内での廃棄物の発火を十分抑制する
ことができなくなるので、搬送気体中に含まれる二酸化
炭素ガスの割合は、体積比で８０％以上とすることが好
ましい。また、廃棄物処理炉がガス化溶融炉等の炉本体
内が非常な高温となる炉である場合には、炉本体内に供
給された二酸化炭素ガスが分解されて一酸化炭素が形成
されるので、この一酸化炭素を燃料として活用すること
ができる。またこれによって炉本体内への燃料ガスの供
給量を抑えることができ、従来よりも燃料ガスを起因と
した炉本体内からの排気ガスの発生が少なくなる。

【００１２】ここで、廃棄物供給路に、炉本体内からの
気体の逆流を阻止する逆流防止手段を設けることで、何
らかの理由で気流発生手段が停止したとしても、廃棄物
供給路を通じて炉本体内の有害ガスが外部に排出されて
しまうことがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下、本発
明の廃棄物処理炉の第一の実施の形態について、図１を
用いて説明する。図１は本実施形態の廃棄物処理炉に用
いる廃棄物処理炉の概略構成を示す縦断面図、図２は本
実施形態にかかる廃棄物処理炉の廃棄物供給路に設けら
れる逆流防止弁の概略構成を示す縦断面図である。廃棄
物処理炉１は縦型のシャフト炉からなるガス化溶融炉で
あって、耐火物で内張りされた炉本体２の中間部に、廃
棄物を炉本体２内に供給する廃棄物供給手段である廃棄
物供給装置３が設けられており、炉本体２の上端には、
炉本体２内で発生したガスを排出するための排気口４が
設けられ、炉本体２の下端には、炉本体２内で発生した
溶融スラグ、有価金属等の溶融体Ｍを炉本体２外に排出
するための溶融体排出口５が設けられている。ここで排
気口４、及び溶融体排出口５には、それぞれを封止する
封止手段が設けられている。そして、炉本体２内では排
気物の分解ガス等が発生し、さらに後述するように炉本
体２内には廃棄物供給装置３から搬送気体が供給される
ので、炉本体２の内圧が正圧に保たれている。廃棄物処
理炉１は、このように炉本体２の内圧を正圧に保つこと
で、炉本体２内への外気の侵入を防止し、炉本体２内の
雰囲気の管理を容易にしている。

【００１４】また、廃棄物処理炉１には、炉本体２内の
各部に燃料を供給する燃料供給装置６と、炉本体２内
に、例えば酸素含有量が９０％以上の高濃度の酸素含有
ガスを供給する酸素含有ガス供給装置７と、燃料供給装
置６による炉本体２内への燃料の供給量、及び酸素含有
ガス供給装置７による炉本体２内への酸素含有ガスの供
給量を制御する制御装置８とが設けられている。燃料供
給装置６と炉本体２とを接続する管路には、燃料供給装
置６から供給される燃料の流通量を調整するための燃料
流量調整バルブＶ１が設けられている。同様に、酸素含
有ガス供給装置７と炉本体２とを接続する管路には、酸
素含有ガス供給装置７から供給される酸素含有ガスの流
通量を調整する酸素含有ガス流量調整バルブＶ２が設け
られている。制御装置８は、これら燃料流量調整バルブ
Ｖ１、酸素含有ガス流量調整バルブＶ２を操作すること
で、炉本体２内への燃料及び酸素含有ガスの供給量を制
御するものである。

【００１５】廃棄物供給装置３は、炉本体２内に通じる
比較的径の小さい廃棄物供給路１１と、廃棄物供給路１
１内に搬送気体を供給して廃棄物供給路１１内に炉本体
２に向く気流を発生させる気流発生手段である気流発生
装置１２とを有している。そして、廃棄物供給路１１に
おいて、気流発生装置１２と炉本体２との間に位置する
部分には、廃棄物供給路１１内に廃棄物を供給するホッ
パ１３が設けられている。また、廃棄物供給路１１に
は、ホッパ１３と炉本体２との間に、炉本体２内からの
気体の逆流を阻止する逆流防止手段である逆流防止弁１
４が設けられている。本実施形態では、逆流防止弁１４
を図２に示すようなダンパによって構成している。逆流
防止弁１４は、前記制御装置８によってその開閉動作を
制御されるものであって、その動作は気流発生装置１２
の動作と連動させられており、気流発生装置１２が稼働
している状態では開となり、気流発生装置１２が停止し
た状態では閉となるように制御されている。

【００１６】気流発生装置１２は、二酸化炭素ガス供給
装置１６と、二酸化炭素ガス供給装置１６から供給され
る二酸化炭素ガス（搬送気体）を廃棄物の搬送に必要な
圧力まで加圧して廃棄物供給路１１に送出する昇圧器１
７（コンプレッサー）とを有している。また、二酸化炭
素ガス供給装置１６と昇圧器１７とを接続する管路に
は、二酸化炭素ガス供給装置１６から供給される二酸化
炭素ガスの流通量を調整する二酸化炭素ガス流量調整バ
ルブＶ３が設けられている。この二酸化炭素ガス流量調
整バルブＶ３は、前記制御装置８によって動作を制御さ
れるようになっている。ここで、二酸化炭素ガスは炉本
体２内の雰囲気を冷却する目的にも用いられるので、気
流発生装置１２から廃棄物供給路１１内に供給される二
酸化炭素ガスの流量は炉本体２内の雰囲気温度及び運転
条件に応じて適切に調整される。

【００１７】ホッパ１３には、ホッパ１３内の廃棄物を
一定量ずつ切り出して廃棄物供給路１１に送出する定量
切り出し装置１８が設けられており、これによって廃棄
物供給路１１には一定量ずつ廃棄物が供給されるように
なっている。また、図示しないが、ホッパ１３には、例
えば水封装置等、廃棄物供給路１１からの搬送気体の逆
流を防止する逆流防止手段が設けられている。

【００１８】一方、前記炉本体２の排気口４には、排ガ
ス処理装置２１が設けられている。排ガス処理装置２１
は、炉本体２から排出される排ガスから有害成分、例え
ば塩素ガス、硫黄酸化物、窒素酸化物等を分離して排ガ
スの除洗を行うとともに、排ガス中の有用ガス、例えば
一酸化炭素ガス等の可燃性ガス、及び二酸化炭素ガスを
回収するものである。そして、排ガス処理装置２１によ
って回収された有用ガスのうち、可燃性のガスは有効利
用ガスホルダー２２に貯蔵され、燃料供給装置６に戻さ
れた後に炉本体２に供給されたり、発電用の燃料等の別
の用途に用いられたりする。また、有用ガスのうち二酸
化炭素ガスは、二酸化炭素ガス供給装置１６に供給され
るようになっている。

【００１９】以下より、このように構成される廃棄物処
理炉１を用いた廃棄物の処理の様子について説明する。
まず、廃棄物供給装置３による炉本体２内への廃棄物の
供給動作について説明する。廃棄物供給装置３では、ホ
ッパ１３内の廃棄物が定量切り出し装置１８によって切
り出されて、廃棄物供給路１１内に一定量ずつ供給され
る。廃棄物の供給量は、廃棄物処理炉１の処理能力また
は運転条件に応じて適切な量となるよう調整される。廃
棄物供給路１１内には、気流発生装置１２によって二酸
化炭素ガスが供給されることによって炉本体２内に向か
う気流が発生させられており、ホッパ１３から廃棄物供
給路１１内に供給された廃棄物はこの気流によって炉本
体２内に搬送される。

【００２０】廃棄物供給装置３では、廃棄物供給路１１
内の気流によって廃棄物を搬送するので、廃棄物供給路
１１内での廃棄物の搬送速度を５ｍ／ｓ以上とすること
ができる。これにより、廃棄物処理炉１では、廃棄物中
の熱可塑性有機物が軟化する前に廃棄物を炉本体２内に
供給することができ、熱可塑性有機物の含有率の高い廃
棄物を処理する場合にも、廃棄物供給路１１の出口近傍
の廃棄物供給路内面への熱可塑性有機物の付着が生じに
くい。また、廃棄物供給路１１の径が比較的小さく、廃
棄物供給路１１内の廃棄物が炉本体２内に露出される面
積も小さいので、廃棄物供給路１１内の廃棄物が加熱さ
れにくい。加えて、搬送気体によって廃棄物供給路１１
自体も冷却されるので、廃棄物供給路１１内面への熱可
塑性有機物の付着が一層生じにくい。

【００２１】さらに、廃棄物供給装置３では、このよう
に廃棄物供給路１１内の温度が１００°Ｃ以下程度に保
たれていて、炉本体２内の熱が廃棄物供給路１１内の廃
棄物に伝わらないのに加え、搬送気体として不燃性搬送
気体として不燃性ガスである二酸化炭素ガスを用いてい
るので、廃棄物供給路１１内の二酸化炭素濃度が高く、
廃棄物供給路１１内に供給される廃棄物が空気を巻き込
んでいた場合にも、廃棄物供給路１１内で廃棄物が発火
しにくい。

【００２２】このように廃棄物供給装置３によって炉本
体２内に廃棄物を供給するとともに、炉本体２内に、燃
料供給装置６からは燃料を、酸素含有ガス供給装置７か
らは酸素含有ガスを供給し、炉本体２内で燃料を燃焼さ
せる。これによって、炉本体２内に供給された廃棄物を
加熱して、溶融体Ｍと、廃棄物が分解したガスとに転化
させる。ここで、炉本体２内への燃料及び酸素含有ガス
の供給量は、制御装置８によって制御されており、炉本
体２内の雰囲気は、ダイオキシン類等の有害物質の熱分
解温度である１２００°Ｃ以上に加熱される。炉本体２
内で生じたガスは、炉本体２内を上昇し、排気口４を通
じて排ガス処理装置２１に導入される。炉本体２から排
出されたガスは、排ガス処理装置２１によって有害ガス
の除去と有用ガスの回収が行われた後に大気中に排出さ
れる。排ガス処理装置２１によって回収された有用ガス
のうち、一酸化炭素ガス等の可燃性のガスは有効利用ガ
スホルダー２２で貯蔵され、燃料供給装置６に戻された
後に炉本体２に供給されたり、発電用の燃料等の別の用
途に用いられたりする。また、有用ガスのうち二酸化炭
素ガスは、二酸化炭素ガス供給装置１６に供給される。
また、溶融体Ｍは炉本体２の底部に流れ落ち、溶融体排
出口５を通じて排出された後に回収されて再利用され
る。なお、図１では、炉本体２内での溶融体Ｍの流れを
実線の矢印で示し、ガスの流れを破線の矢印で示してい
る。ここで、廃棄物供給路１１には逆流防止弁１４が設
けられており、この逆流防止弁１４は、気流発生装置１
２が稼働している状態では開となって廃棄物供給路１１
内での搬送気体及び廃棄物の流通を許容し、何らかの理
由で気流発生装置１２が停止した場合には閉となって、
廃棄物供給路１１を通じて炉本体２内の有害ガスが外部
に排出されないようになっている。

【００２３】上記の過程において、炉本体２内には、廃
棄物とともに常温の搬送気体が供給され、また搬送気体
中の二酸化炭素ガスの不燃性特性により炉本体２内での
廃棄物の燃焼度を調整することができ、これによる炉本
体２内の雰囲気の冷却を行わしめる効果があるので、炉
本体２内の雰囲気が冷却されて炉本体２の過熱が抑えら
れる。この搬送気体は二酸化炭素ガスであるので、炉本
体２内に供給されても窒素酸化物等の有害ガスを発生さ
せることがない。さらに、炉本体２内は非常な高温であ
るため、炉本体２内に供給された二酸化炭素ガスが分解
されて一酸化炭素が形成されるので、この一酸化炭素を
燃料として代用することができる。この化学反応は次式
（１）で表される。２ＣＯ₂→２ＣＯ＋Ｏ₂ （１）そして、炉本体２内では、このようにして発生した一酸
化炭素（ＣＯ）と酸素（Ｏ₂）と燃料ガスとが酸化反応
を起こして発熱することとなる。このとき、二酸化炭素
ガスから生じた酸素が炉本体２内の炭素と結合すること
によってさらに一酸化炭素が形成される。また、炉本体
２内に発生した一酸化炭素ガスのうち、余剰の一酸化炭
素ガスは、炉本体２から排気ガスとともに排出されて排
ガス処理装置２１によって回収され、再び炉本体２内に
供給されて燃料として有効利用される。ここで、このと
き分解されなかった二酸化炭素ガスは、排ガス処理装置
２１によって回収されて、再び二酸化炭素ガス供給装置
１６に供給される。

【００２４】このような廃棄物処理炉１によれば、廃棄
物供給装置３による廃棄物の搬送速度が速く、廃棄物中
に含まれる熱可塑性有機物が軟化する前に炉本体２内に
供給されるので、廃棄物供給路１１内面への熱可塑性有
機物の付着を低減して、廃棄物の供給を円滑に行うこと
ができる。なお、従来の第一の廃棄物搬送手段を用いた
廃棄物処理炉では、１００日間連続して運転した場合
に、廃棄物供給路の詰まりが２０回発生していたが、本
実施形態にかかる廃棄物処理炉１では、１００日間連続
して運転した場合でも廃棄物供給路の詰まりを１、２回
程度まで抑えることができた。また、熱可塑性有機物の
含有率の高い廃棄物も処理することができ、全量が熱可
塑性有機物である廃棄物をも処理することが可能とな
る。さらに、廃棄物供給路１１内に供給される搬送気体
として、不燃性ガスである二酸化炭素ガスを用いている
ので、廃棄物供給路１１内に供給される廃棄物が空気を
巻き込んでいた場合にも、廃棄物供給路１１内で廃棄物
が発火する恐れがない。また、炉本体２内に搬送気体が
供給されることで炉本体２内の雰囲気が冷却されるの
で、炉本体２の過熱を抑制して炉本体２の寿命を延ばす
ことができる。そして、搬送気体が二酸化炭素ガスであ
るため、炉本体２内に供給されても窒素酸化物等の有害
ガスを発生させることがない。加えて、二酸化炭素ガス
はヘリウムガスに比べて非常に安価であり、炉本体２内
で発生する二酸化炭素ガスも再利用しているので、廃棄
物処理炉１の運転コストを抑えることができる。さら
に、炉本体２内に供給された二酸化炭素ガスは炉本体２
内で分解されて、有用ガスである一酸化炭素ガスとな
り、燃料ガスとして有効利用することができる。すなわ
ち、搬送気体として二酸化炭素ガスを用いることで、炉
本体２内に不要な成分を供給せずに廃棄物の搬送を行う
ことができるだけでなく、廃棄物処理炉１による有用ガ
スの生成量を増大させることができる。そして、このよ
うに搬送気体から燃料を得ることができるので、その分
だけ炉本体２内への燃料ガスの供給量を低減することが
でき、燃料ガスの節約を図ることができる。さらにこの
ように燃料ガスの供給量を低減することができるので、
従来よりも、燃料ガスを起因とした炉本体２内からの排
気ガスの発生量を少なくすることができる。また、搬送
気体として二酸化炭素ガスのみを用いることで、炉本体
２内への燃料ガスの供給量を最低限にすることができ、
燃料ガスを起因とした炉本体２内からの排気ガスの発生
量を最低限にすることができる。

【００２５】ここで、上記実施の形態では、搬送気体の
全量を二酸化炭素ガスとした例を示したが、搬送気体
は、廃棄物供給路１１内での廃棄物の発火を抑制できれ
ば必ずしも全量を二酸化炭素ガスとする必要はなく、例
えば二酸化炭素ガスが体積比で８０％以上含まれていれ
ば、ヘリウムガス等が含まれていてもよい。

【００２６】〔第二の実施の形態〕以下、本発明の廃棄
物処理炉の第二の実施の形態について、図３を用いて説
明する。図３は本実施形態の廃棄物処理炉に用いる廃棄
物処理炉の概略構成を示す縦断面図である。なお、本実
施形態にかかる廃棄物処理炉３１において、第一の実施
の形態で示した廃棄物処理炉１と同様または同一の部分
は同一の符号を用いて示す。本実施形態にかかる廃棄物
処理炉３１は、第一の実施の形態に示す廃棄物処理炉１
において、気流発生装置１２の昇圧器１７の前段に燃料
ガス供給装置３２を設け、二酸化炭素ガス供給装置１６
と燃料ガス供給装置３２とをミキサー３３を介して昇圧
器１７に接続したものである。廃棄物処理炉３１は、二
酸化炭素ガス供給装置１６と燃料ガス供給装置３２のそ
れぞれから供給される二酸化炭素ガスと燃料ガスとをミ
キサー３３によって混合して、この混合気体を搬送気体
として用いるものである。ここで、燃料ガス供給装置３
２とミキサー３３とを接続する管路には、燃料ガス供給
装置３２から供給される燃料ガスの流通量を調整する燃
料ガス流量調整バルブＶ４が設けられている。この燃料
ガス流量調整バルブＶ４は、二酸化炭素ガス流量調整バ
ルブＶ３とともに制御装置８によって動作を制御されて
おり、制御装置８は、各ガスのミキサー３３への供給量
を制御することで、これらのガスの混合比を調整するも
のである。燃料ガス供給装置３２は、プロパンガス、天
然ガス等の燃料ガスを供給するものであって、廃棄物処
理炉３１では、燃料ガス供給装置３２が供給する燃料ガ
スによって、廃棄物を処理するために炉本体２内に供給
されるべき燃料の一部をまかなっている。ここで、燃料
ガス供給装置３２には、有効利用ガスホルダー２２を接
続して、有効利用ガスホルダー２２から供給される一酸
化炭素ガス等を燃料ガスとして使用するようにしてもよ
い。

【００２７】このように構成される廃棄物処理炉３１で
は、第一の実施の形態で示した廃棄物処理炉１と同様、
気流発生装置１２から廃棄物供給路１１内に搬送気体を
供給する。この廃棄物処理炉３１では、廃棄物を処理す
るために炉本体２内に供給されるべき燃料の一部である
燃料ガスを搬送気体の一部に用いているので、搬送気体
中の二酸化炭素ガスによって炉本体２内の雰囲気を冷却
することができ、搬送気体中の二酸化炭素ガスの比率を
増減させることで、炉本体２内の温度を制御することが
できる。これにより、例えば不燃物の含有量が高く燃焼
時に発する熱量の低い廃棄物を処理する場合には、搬送
気体中の二酸化炭素ガスの比率を低下させて、炉本体２
内の雰囲気温度を高温に維持するようにしたり、また燃
焼時に発する熱量の高い廃棄物を処理する場合には、搬
送気体中の二酸化炭素ガスの比率を高めて炉本体２内の
雰囲気を冷却して炉本体２の過熱による損傷を防止する
など、必要に応じて炉本体２内で発生させる熱量を調整
することができる。また、上記のように搬送気体に含ま
れる二酸化炭素ガスから可燃性の一酸化炭素ガスが発生
するので、廃棄物処理炉１による有用ガスの生成量を増
大させることができる。そして、このように搬送気体に
含まれる二酸化炭素ガスから燃料を得ることができるの
で、炉本体２内への燃料ガスの供給量を低減させて燃料
ガスの節約を図ることができ、さらにこのように燃料ガ
スの供給量を低減することで、従来よりも、燃料ガスを
起因とした炉本体２内からの排気ガスの発生量を少なく
することができる。また、搬送気体に不燃性の二酸化炭
素ガスが含まれているので、廃棄物供給路１１内に供給
された廃棄物中に空気が混入していた場合にも、燃料ガ
スがこの空気に含まれる酸素と反応しにくく、廃棄物供
給路１１内で廃棄物が発火しにくい。なお、搬送気体中
に含まれる二酸化炭素ガスの割合が体積比で８０％より
も少ないと、廃棄物供給路１１内での廃棄物の発火を十
分抑制することができなくなるので、搬送気体中に含ま
れる二酸化炭素ガスの割合は、体積比で８０％以上とす
ることが好ましい。

【００２８】

【実施例１】ここで、搬送気体による炉本体２内の雰囲
気の冷却効果を知るため、搬送気体における二酸化炭素
ガスと燃料ガスとの比率を変えて、それぞれの場合につ
いて炉本体２内の雰囲気温度を測定した。なお、この試
験に用いた炉本体２内の容積は４５ｍ³とし、炉本体２
に、燃焼時に発生する熱量が約８４００ＭＪ／ｔの廃棄
物を、０．１ｔ／ｍｉｎの供給速度で供給した。また、
燃料供給装置６及び燃料ガス供給装置３２によって供給
される燃料と燃料ガスの燃焼によって炉本体２内に発生
する熱量は４２０ＭＪ／ｍｉｎである。また、炉本体２
内に供給される前の搬送気体の温度は２５°Ｃとし、炉
本体２内への供給量は、２ｍ³／ｍｉｎとしている。こ
の試験結果を以下の表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】この表からわかるように、搬送気体中の二
酸化炭素ガスの比率が少ない場合には、炉本体２内の雰
囲気温度が１６８０°Ｃと高く、二酸化炭素ガスの比率
が増すにつれて炉本体２内の雰囲気温度が低下している
ことがわかる。すなわち、搬送気体中の二酸化炭素の量
を増減させることで、炉本体２内の雰囲気温度の制御が
可能であることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】本発明にかかる廃棄物処理炉によれば、
廃棄物供給手段による廃棄物の搬送速度が速く、廃棄物
中に含まれる熱可塑性有機物が軟化する前に炉本体内に
供給されるので、廃棄物供給路内面への熱可塑性有機物
の付着を低減して、廃棄物の供給を円滑に行うことがで
きる。さらに、廃棄物供給路内に供給される搬送気体と
して、不燃性ガスである二酸化炭素ガスを用いているの
で、廃棄物供給路内に供給される廃棄物が空気を巻き込
んでいた場合にも、廃棄物供給路内で廃棄物が発火する
恐れがない。また、搬送気体が炉本体内に供給されても
窒素酸化物等の有害ガスを発生させることがない。そし
て、搬送気体として、安価な二酸化炭素ガスを用いるこ
とができ、また搬送気体として炉本体内で発生した二酸
化炭素ガスを用いることができるので、廃棄物処理炉の
運転コストを抑えることができる。また、ガス化溶融炉
など、炉本体内が非常な高温となる廃棄物処理炉におい
ては、この熱によって炉本体内に供給された二酸化炭素
ガスが分解されて可燃性の一酸化炭素ガスが発生するこ
ととなるので、廃棄物処理炉による有用ガスの生成量を
増大させることができる。さらに、このように搬送気体
から燃料を得ることができるので、炉本体内への燃料ガ
スの供給量を低減して燃料ガスを節約することができ、
またこのように燃料ガスの供給量を低減することで従来
よりも燃料ガスを起因とした炉本体内からの排気ガスの
発生量を少なくすることができる。

【００３２】また、搬送気体として、二酸化炭素ガス
と、炉本体に供給される燃料の一部である燃料ガスとの
混合気体を用いた場合には、搬送気体中の二酸化炭素ガ
スによって炉本体内の雰囲気を冷却することができるの
で、搬送気体中の二酸化炭素ガスの比率を増減させるこ
とで、炉本体内の温度を制御することができる。これに
より、処理する廃棄物の発生する熱量に応じて、炉本体
内で発生させる熱量を調整することができる。

【００３３】そして、廃棄物供給路に、炉本体内からの
気体の逆流を阻止する逆流防止手段を設けることで、何
らかの理由で気流発生手段が停止したとしても、廃棄物
供給路を通じて炉本体内の有害ガスが外部に排出されて
しまうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる廃棄物処
理炉の概略構成を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態にかかる廃棄物処
理炉の廃棄物供給路に設けられる逆流防止弁の概略構成
を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態にかかる廃棄物処
理炉の概略構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１、３１廃棄物処理炉２炉本体３廃棄物供給装置１１廃棄物供給路１２気流発生装置１７逆流防止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小西純二東京都文京区小石川１−３−25 小石川大国ビル三菱マテリアル株式会社環境リサイクル事業センター内 (72)発明者荒川茂宏東京都文京区小石川１−３−25 小石川大国ビル三菱マテリアル株式会社環境リサイクル事業センター内 (72)発明者飯田孝司東京都文京区小石川１−３−25 小石川大国ビル三菱マテリアル株式会社環境リサイクル事業センター内Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB03 AC01 BA06 DB01 3K065 AA11 AB03 AC13 BA10 EA14 EA31 EA46 EA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部で廃棄物の加熱溶融が行われる炉本
体と、該炉本体内に前記廃棄物を供給する廃棄物供給手段とを
有し、該廃棄物供給手段が、前記炉本体内に通じる廃棄物供給
路と、該廃棄物供給路内に気体を供給して、前記廃棄物供給路
内に前記炉本体内に向かう気流を発生させる気流発生手
段とを有し、該気流発生手段によって前記廃棄物供給路内に供給され
る気体が二酸化炭素ガスとされていることを特徴とする
廃棄物処理炉。
【請求項２】前記気流発生手段によって前記廃棄物供
給路内に供給される気体が、二酸化炭素ガスと、前記炉
本体に供給されるべき燃料の一部である燃料ガスとの混
合気体とされていることを特徴とする請求項１記載の廃
棄物処理炉。
【請求項３】前記廃棄物供給路には、前記炉本体内か
らの気体の逆流を阻止する逆流防止手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処
理炉。