JP2002303412A - Method for gasifying and melting waste - Google Patents
Method for gasifying and melting wasteInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、装入された廃棄物
およびコークスなどの炭素系補助燃料によって堆積層を
形成させ、酸素含有ガスを吹き込んで廃棄物を熱分解す
ると共に廃棄物中の灰分および不燃物を溶融させる廃棄
物のガス化溶融方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for depositing a deposited layer with a carbonaceous auxiliary fuel such as coke and the like, and pyrolyzing the waste by blowing an oxygen-containing gas, and ash content in the waste. And a method for gasifying and melting waste which melts incombustibles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記廃棄物ガス化溶融方法に係る従来技
術としては、特開平５−３４６２２１号公報に示されて
いるものがある。この技術においては、図１０に示すよ
うに、炉本体４０の下部に羽口４３が設けられており、
この羽口４３から酸素含有ガスを吹き込むようになって
いる。図中、４１は廃棄物装入装置、４２は溶融物の排
出口、４４は酸素含有ガス供給管、４５は排ガス排出口
である。2. Description of the Related Art As a prior art relating to the above waste gasification and melting method, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-346221. In this technique, as shown in FIG. 10, a tuyere 43 is provided at a lower part of a furnace main body 40,
An oxygen-containing gas is blown from the tuyere 43. In the figure, 41 is a waste charging device, 42 is a discharge port of the melt, 44 is an oxygen-containing gas supply pipe, and 45 is an exhaust gas discharge port.
【０００３】この技術によって廃棄物をガス化溶融する
場合、炉本体４０の下部に設けられた羽口４３から酸素
含有ガスを吹き込むことによって、炉本体４０の上部か
ら装入された廃棄物および補助燃料等からなる堆積層を
部分的に流動化させ、その間に廃棄物の一部を燃焼させ
る。そして、その燃焼熱で廃棄物を熱分解させ、また、
廃棄物中の灰分や不燃物を溶融させる。[0003] When waste is gasified and melted by this technique, oxygen-containing gas is blown from a tuyere 43 provided at a lower portion of the furnace main body 40, so that waste and auxiliary materials charged from an upper portion of the furnace main body 40 are blown. The fuel and the like are partially fluidized, and a part of the waste is burned during the fluidization. Then, the waste heat is thermally decomposed by the heat of combustion,
Melts ash and incombustibles in waste.
【０００４】この際、フリーボード部のガス温度を９５
０℃以上の高温域に維持しないと、ダイオキシンが生成
する。また、ガス温度を温度が１０００℃以下である
と、熱分解によって生成したタールの分解が行われずに
排出して、その一部がガス排出経路のダクトなどに付着
し、この付着したタールが元になってダスト類の付着が
促進される。そして、付着物が多量になると、ダクトが
閉塞状態になり、炉を休止して付着物の除去作業を実施
しなければならない。At this time, the gas temperature of the free board is set to 95
If the temperature is not maintained in a high temperature range of 0 ° C. or higher, dioxin is generated. If the gas temperature is 1000 ° C. or less, the tar generated by the thermal decomposition is discharged without being decomposed, and a part of the tar adheres to a duct or the like in a gas discharge path, and the adhered tar is recovered. And the adhesion of dust is promoted. When the amount of deposits becomes large, the duct is closed, and the furnace must be stopped to carry out the operation of removing the deposits.
【０００５】このため、羽口４３から吹き込む酸素含有
ガスの流量を調節することによって、フリーボード部の
ガス温度を制御して所定の高温域に維持し、ダイオキシ
ンの生成が抑制され、生成したタールが分解する条件に
している。For this reason, by controlling the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 43, the gas temperature in the freeboard portion is controlled to be maintained at a predetermined high temperature range, the generation of dioxin is suppressed, and the generated tar Is in a condition to be decomposed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、炉本体の下部に設けられた羽口４３から吹
き込む酸素含有ガスの流量を調節することによって、フ
リーボード部のガス温度を制御したり、また、廃棄物お
よび補助燃料等からなる堆積層の流動化と炉底部におけ
る廃棄物中の灰分や不燃物の溶融に係る制御を行ったり
するものであり、一つの制御手段によって二つの状態量
を調節しなければならないので、次のような問題点があ
る。However, in the above prior art, the gas temperature of the freeboard section is controlled by adjusting the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 43 provided in the lower part of the furnace body. And controls the fluidization of the sedimentary layer consisting of waste and auxiliary fuel, and the control of melting of ash and incombustibles in the waste at the furnace bottom. Since the amount must be adjusted, there are the following problems.
【０００７】炉本体の下部に設けられた羽口４３から吹
き込む酸素含有ガスの流量を調節することによって、フ
リーボード部のガス温度を制御しようとすると、上記酸
素含有ガスの吹き込み量を、フリーボード部のガス温度
を維持するための条件と、灰分などを溶融させるための
条件の双方を共に満足する流量値にしなければならない
が、この双方の条件を満足する流量値がごく狭い範囲に
限られているため、処理する廃棄物の性状が変化した
り、処理量が僅かでも変化したりすると、しばしば、灰
分などの溶融が適切な状態で行われなくなったりする問
題が起こる。To control the gas temperature of the freeboard section by adjusting the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 43 provided at the lower part of the furnace body, the amount of the oxygen-containing gas blown is reduced by the freeboard. The flow rate value must satisfy both the conditions for maintaining the gas temperature of the part and the conditions for melting ash, etc., but the flow rate value that satisfies both conditions is limited to a very narrow range. Therefore, if the properties of the waste to be treated change or the amount of treatment changes even slightly, a problem often arises in that ash or the like cannot be melted in an appropriate state.
【０００８】本発明者等は、上記のような問題に対処
し、フリーボード部におけるガス温度の制御と、炉底部
における灰分などの溶融に係る制御を、それぞれ別の手
段によって行う技術を開発し、先に、これらの技術に係
る２件の特許出願を行った。The present inventors have solved the above-mentioned problems and developed a technique for controlling the gas temperature in the freeboard section and controlling the melting of ash and the like in the furnace bottom by different means. Earlier, they filed two patent applications related to these technologies.
【０００９】上記技術のうち、特願平６−２２７０５９
号（以下、先願Ａと言う）の技術においては、図３に示
すように、炉本体１の下部に酸素含有ガスを吹き込む羽
口５が設けられている他に、装入された廃棄物および炭
素系補助燃料によって形成される堆積層５０の上面より
も上に相当するレベルにも羽口３が設けられている。[0009] Of the above techniques, Japanese Patent Application No. 6-227059.
In the technique of No. 1 (hereinafter referred to as the prior application A), as shown in FIG. 3, a tuyere 5 for blowing an oxygen-containing gas is provided at a lower portion of the furnace main body 1, and the charged waste is charged. The tuyere 3 is also provided at a level corresponding to a level above the upper surface of the deposition layer 50 formed by the carbon-based auxiliary fuel.
【００１０】このため、先願Ａにおいては、上記それぞ
れの羽口に役割が分担されており、下部の羽口５から吹
き込む酸素含有ガスの流量を調節することによって、堆
積層５０を部分的に流動させながら、灰分や不燃部の溶
融状態を良好にするための制御が行われ、また、堆積層
５０の上面よりも上のレベルに設けられた羽口３から吹
き込む酸素含有ガスの流量を調節することによって、フ
リーボード部のガス温度の制御が行われるようになって
いる。For this reason, in the prior application A, the roles of the respective tuyeres are shared, and by adjusting the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the lower tuyeres 5, the deposition layer 50 is partially formed. While flowing, control is performed to improve the melting state of the ash and the non-combustible portion, and the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 3 provided at a level higher than the upper surface of the deposition layer 50 is adjusted. By doing so, the gas temperature of the free board section is controlled.
【００１１】図中、１ａはフリーボード部、２は廃棄物
および炭素系補助燃料の装入口、６は溶融物の排出口、
７は燃焼排ガスの排出口、８は温度計、９はガス分析
計、１７は空気流量調節弁、１９は酸素流量調節弁であ
る。In the figure, 1a is a free board section, 2 is a loading port for waste and carbon-based auxiliary fuel, 6 is a discharge port for molten material,
Reference numeral 7 denotes a discharge port of the combustion exhaust gas, 8 denotes a thermometer, 9 denotes a gas analyzer, 17 denotes an air flow control valve, and 19 denotes an oxygen flow control valve.
【００１２】また、特願平６−２２７０６０号（以下、
先願Ｂと言う）の技術は、図４に示すように、炉本体１
の下部に酸素含有ガスを吹き込む羽口５が設けられてい
る他に、堆積層５０の上面よりも下方の廃棄物が未だ乾
留途中にある部分（乾留ゾーン）にも羽口４が設けられ
ている。図４において、図３と同じ部分には同一の符号
を付し、その説明を省略する。Further, Japanese Patent Application No. 6-227060 (hereinafter referred to as "Japanese Patent Application No.
The technique of the prior application B) is, as shown in FIG.
In addition to the tuyere 5 for blowing oxygen-containing gas at the lower part of the stack, the tuyere 4 is also provided in a portion where the waste below the upper surface of the sedimentary layer 50 is still being carbonized (the carbonization zone). I have. 4, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００１３】先願Ｂにおいても、上記それぞれの羽口に
役割が分担されており、下部の羽口５から吹き込む酸素
含有ガスの流量を調節することによって、堆積層５０を
部分的に流動させながら、灰分や不燃部の溶融状態を良
好にするための制御が行われ、また、乾留ゾーンに設け
られた羽口４から吹き込む酸素含有ガスの流量を調節す
ることによって、堆積層５０の上部を適度に流動させな
がら、フリーボード部のガス温度の制御が行われるよう
になっている。In the prior application B as well, the respective tuyeres are assigned a role, and the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the lower tuyere 5 is adjusted so that the deposited layer 50 is partially flown. In order to improve the melting state of the ash and the non-combustible portion, the upper portion of the deposition layer 50 is appropriately adjusted by adjusting the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 4 provided in the carbonization zone. The gas temperature in the freeboard section is controlled while the gas flows in the freeboard section.
【００１４】また、先願Ｂにおいては、乾留ゾーンに酸
素含有ガスが吹き込まれるので、廃棄物が乾留されてい
る過程で発生する揮発分が燃焼する。そして、その燃焼
熱が灰分や不燃物を溶融するための熱源の一部として利
用されるので、廃棄物と共に装入する炭素系補助燃料が
節減されると言う効果も得られる。In the prior application B, since the oxygen-containing gas is blown into the carbonization zone, volatiles generated in the process of carbonizing the waste burn. Further, since the combustion heat is used as a part of a heat source for melting ash and incombustibles, the effect of saving the carbon-based auxiliary fuel to be charged together with the waste can be obtained.
【００１５】上述のように、先願Ａまたは先願Ｂにおい
ては、酸素含有ガスを吹き込む羽口が２か所に設けられ
ており、灰分や不燃分の溶融に係る制御と、フリーボー
ド部のガス温度の制御がそれぞれ独自に行われるので、
炉底部における灰分や不燃物の溶融状態を適切な状態に
維持しながら、フリーボード部のガス温度を制御するこ
とが可能になった。As described above, in the earlier application A or the earlier application B, the tuyere for blowing the oxygen-containing gas is provided at two places, and the control relating to the melting of the ash and the non-combustible content and the free board portion Since each gas temperature is controlled independently,
It has become possible to control the gas temperature of the freeboard while maintaining the molten state of ash and incombustibles at the furnace bottom in an appropriate state.
【００１６】しかし、先願Ａおよび先願Ｂの技術をさら
に検討したところ、未だ改善すべき余地が残されている
ことが分かった。However, further examination of the technologies of the prior application A and the prior application B revealed that there is still room for improvement.
【００１７】すなわち、先願Ａにおいては、下部の羽口
５と、堆積層５０の上面よりも上に設けられた羽口３の
双方から吹き込む酸素含有ガスの流量をそれぞれ調節す
ることによって、堆積層５０を緩やかに流動させなが
ら、灰分や不燃分の溶融に係る制御とフリーボード部の
ガス温度の制御を行うようになっているが、この場合、
フリーボード部のガス温度を所定の高温域に維持するこ
とはできるが、廃棄物の種類や処理量によっては、堆積
層５０の流動状態を適切な状態に保つことはできない。That is, in the prior application A, the flow rate of the oxygen-containing gas blown from both the lower tuyere 5 and the tuyere 3 provided above the upper surface of the deposition layer 50 is adjusted, so that the deposition is performed. While gently flowing the layer 50, control relating to melting of ash and non-combustible and control of the gas temperature of the freeboard portion are performed.
Although the gas temperature of the freeboard section can be maintained in a predetermined high temperature range, the flow state of the deposition layer 50 cannot be maintained in an appropriate state depending on the type and amount of waste.
【００１８】もし、堆積層５０の流動が不十分になる
と、堆積層５０内に偏ったガス流路が形成され、吹き込
まれた酸素含有ガスの偏流が起こり易くなる。このよう
な状態になると、堆積層５０内に異常な高温部分が発生
して、その箇所にクリンカが生成する。そして、堆積層
５０が棚吊り状態になって降下しなくなり、操業が異常
状態になると言う問題が起こる。If the flow of the deposition layer 50 becomes insufficient, a deviated gas flow path is formed in the deposition layer 50, and the flow of the blown oxygen-containing gas tends to occur. In such a state, an abnormally high temperature portion is generated in the deposition layer 50, and clinker is generated at that portion. Then, there arises a problem that the accumulation layer 50 is suspended from the shelf and does not descend, resulting in an abnormal operation.
【００１９】また、先願Ｂにおいては、乾留ゾーンの羽
口４から吹き込む酸素含有ガスの流量を調節するので、
堆積層５０の流動状態を良好にすることは可能になる
が、廃棄物の種類や処理量によっては、堆積層５０の流
動状態を良好にするだけの流量の酸素含有ガスを吹き込
んだだけでは、フリーボード部のガス温度を１０００℃
以上の高温にすることは困難である。もし、乾留ゾーン
の羽口４から多量の酸素含有ガスを吹き込んで、フリー
ボード部のガス温度を高温にすると、堆積層５０の流動
が激しくなり過ぎて多量のダストが発生し、燃焼排ガス
の処理装置を大型なものにしなければならないと言う問
題が起こる。In the prior application B, the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the tuyere 4 in the carbonization zone is adjusted.
Although it is possible to improve the flow state of the sedimentary layer 50, depending on the type of waste and the amount of treatment, simply blowing an oxygen-containing gas at a flow rate sufficient to improve the flow state of the sedimentary layer 50 can be achieved. 1000 ° C gas temperature at free board
It is difficult to raise the temperature above. If a large amount of oxygen-containing gas is blown from the tuyere 4 of the carbonization zone to raise the gas temperature of the freeboard part, the flow of the sedimentary layer 50 becomes too violent, and a large amount of dust is generated. The problem arises that the device must be large.
【００２０】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
ると共に、先願Ａおよび先願Ｂの問題点をも解決し、炉
本体下部における灰分などの溶融状態を良好な状態に維
持しながら、堆積層の流動を良好な状態に維持すること
ができると共に、フリーボード部のガス温度を１０００
℃以上の高温域に維持することができる廃棄物ガス化溶
融方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and also solves the problems of the prior application A and the prior application B, while maintaining the molten state of ash and the like in the lower part of the furnace body in a good state. In addition, the flow of the deposited layer can be maintained in a good state, and the gas temperature of the
It is an object of the present invention to provide a waste gasification and melting method that can be maintained at a high temperature range of not less than ° C.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る廃
棄物ガス化溶融炉は、フリーボード部が設けられた炉本
体の上部に廃棄物および炭素系補助燃料の装入口を有す
ると共に、装入された廃棄物および炭素系補助燃料によ
って形成される堆積層の上面よりも上に相当するレベル
に酸素含有ガスを吹き込む上段の羽口が設けられ、前記
堆積層の上部に相当するレベルに酸素含有ガスを吹き込
む中段の羽口が設けられ、前記堆積層の下部に相当する
レベルに酸素含有ガスを吹き込む下段の羽口が設けられ
た竪型溶融炉を用いる廃棄物のガス化溶融方法であっ
て、下段の羽口から（１）式により定められた範囲の流
量の酸素含有ガスを吹き込み、中段の羽口から前記堆積
層部におけるガスの空塔速度が０．３〜１．４Ｎｍ／ｓ
ｅｃになる流量の酸素含有ガスを吹き込み、上段の羽口
から吹き込む酸素含有ガスを調製するために供給する空
気および／または酸素の流量を調節して、吹き込む酸素
の量を変化させ、フリーボード部における可燃性ガスの
温度を１０００℃以上に維持することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a waste gasification / melting furnace having an inlet for waste and a carbon-based auxiliary fuel at an upper portion of a furnace body provided with a free board portion. An upper-stage tuyere for blowing an oxygen-containing gas at a level corresponding to a level higher than the upper surface of the deposition layer formed by the charged waste and the carbon-based auxiliary fuel is provided, and a level corresponding to the upper level of the deposition layer is provided. A middle-stage tuyere for blowing an oxygen-containing gas is provided, and a gasification and melting method for waste using a vertical melting furnace provided with a lower-stage tuyere for blowing an oxygen-containing gas to a level corresponding to a lower portion of the deposition layer is provided. Then, an oxygen-containing gas having a flow rate in the range defined by the formula (1) is blown from the lower tuyere, and the superficial velocity of the gas in the deposition layer portion from the middle tuyere is 0.3 to 1.4 Nm /. s
ec, and the flow rate of air and / or oxygen supplied to prepare the oxygen-containing gas to be blown from the upper tuyere is adjusted to change the amount of oxygen to be blown. Wherein the temperature of the combustible gas is maintained at 1000 ° C. or higher.
【００２２】[0022]
【数３】 (Equation 3)
【００２３】請求項２の発明に係る廃棄物ガス化溶融方
法は、フリーボード部が設けられた炉本体の上部に廃棄
物および炭素系補助燃料の装入口を有すると共に、装入
された廃棄物および炭素系補助燃料によって形成される
堆積層の上面よりも上に相当するレベルに酸素含有ガス
を吹き込む上段の羽口が設けられ、前記堆積層の上部に
相当するレベルに酸素含有ガスを吹き込む中段の羽口が
設けられ、前記堆積層の下部に相当するレベルに酸素含
有ガスを吹き込む下段の羽口が設けられた竪型溶融炉を
用いる廃棄物のガス化溶融方法であって、下段の羽口か
ら（１）式により定められた範囲の流量の酸素含有ガス
を吹き込み、中段の羽口から前記堆積層部におけるガス
の空塔速度が０．３〜１．４Ｎｍ／ｓｅｃになる流量の
酸素含有ガスを吹き込み、上段の羽口から吹き込む酸素
含有ガスを調製するために供給する空気および／または
酸素の流量を調節して、上段の羽口から吹き込む酸素含
有ガス中の酸素濃度を変化させ、フリーボード部におけ
る可燃性ガスの発熱量を所定値以上に維持することを特
徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a waste gasification / melting method, wherein a waste and a carbon-based auxiliary fuel are provided at an upper portion of a furnace body provided with a free board portion, and the charged waste is charged. And an upper-stage tuyere for blowing an oxygen-containing gas at a level corresponding to a level above the upper surface of the deposition layer formed by the carbon-based auxiliary fuel, and a middle stage for blowing the oxygen-containing gas to a level corresponding to the upper portion of the deposition layer A gaseous melting method for waste using a vertical melting furnace provided with a lower tuyere for blowing an oxygen-containing gas to a level corresponding to a lower portion of the deposition layer. An oxygen-containing gas at a flow rate in the range defined by the formula (1) is blown from the mouth, and oxygen at a flow rate at which the superficial velocity of the gas in the deposition layer portion becomes 0.3 to 1.4 Nm / sec from the middle tuyere. Blows the contained gas Adjusting the flow rate of air and / or oxygen to be supplied to prepare the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere, thereby changing the oxygen concentration in the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere, Wherein the calorific value of the combustible gas is maintained at or above a predetermined value.
【００２４】[0024]
【数４】 (Equation 4)
【００２５】なお、廃棄物および炭素系補助燃料の装入
口が設けられる炉本体上部とは、炉本体の上の部分を指
すものであって、必ずしも、炉本体の頂部を意味するも
のではない。従って、上記装入口を設ける箇所はフリー
ボード部の側面であってもよい。The upper part of the furnace body where the inlet for the waste and the carbon-based auxiliary fuel is provided refers to the upper part of the furnace body, and does not necessarily mean the top part of the furnace body. Therefore, the place where the loading port is provided may be a side surface of the free board portion.
【００２６】また、本発明によれば、装入物によって形
成された堆積層の上部が緩やかに流動するので、本発明
における堆積層とは、装入物が緩やかに流動している部
分をも含むものものとする。そして、堆積層の上面と
は、流動している部分の上面を指すものとする。Further, according to the present invention, the upper part of the sedimentary layer formed by the charge slowly flows. Therefore, the sedimentary layer in the present invention includes a part where the charge slowly flows. Shall be included. The upper surface of the deposition layer refers to the upper surface of the flowing part.
【００２７】本発明においては、装入された廃棄物およ
び炭素系補助燃料によって形成される堆積層の上面より
も上に相当するレベルと、上記堆積層の上部（乾留ゾー
ン）に相当するレベルと、上記堆積層の下部に相当する
レベルに、それぞれ上段の羽口、中段の羽口、下段の羽
口が設けられているので、この３か所の羽口から吹き込
む酸素含有ガスの流量を調節することによって、フリー
ボード部のガス温度、堆積層の上部の流動状態、炉本体
下部における灰分などの溶融状態を、それぞれ個別に制
御することができ、炉内各部を適切な状態にして操業を
継続することができる。In the present invention, the level corresponding to the level above the upper surface of the deposited layer formed by the charged waste and the carbon-based auxiliary fuel, and the level corresponding to the upper portion (the carbonization zone) of the deposited layer. The upper tuyere, the middle tuyere, and the lower tuyere are provided at the level corresponding to the lower part of the above-mentioned sedimentary layer, respectively, so that the flow rate of the oxygen-containing gas blown from these three tuyeres is adjusted. By doing so, the gas temperature of the freeboard section, the flow state of the upper part of the sedimentary layer, and the melting state of ash and the like at the lower part of the furnace main body can be individually controlled. Can continue.
【００２８】また、上記３か所の羽口への吹き込みガス
量を個別に調節することができるので、炉内各部を適切
な状態に保ちながら、必要に応じて、上段の羽口へ供給
する空気および／または酸素の流量を調節し、上段の羽
口から吹き込む酸素の量を適宜変えることができる。こ
のため、フリーボード部における可燃性ガスの燃焼量が
適度になり、ガス温度を、タールが分解し、またダイオ
キシンが生成しない１０００℃以上の温度領域に維持す
ることができる。Further, since the amount of gas blown into the above three tuyeres can be adjusted individually, the gas is supplied to the upper tuyeres as necessary while keeping the respective parts in the furnace in an appropriate state. By adjusting the flow rate of air and / or oxygen, the amount of oxygen blown from the upper tuyere can be appropriately changed. For this reason, the amount of combustible gas burned in the free board portion becomes appropriate, and the gas temperature can be maintained in a temperature range of 1000 ° C. or higher where tar is decomposed and dioxin is not generated.
【００２９】また、必要に応じて、上段の羽口へ供給す
る空気および／または酸素の流量を調節し、上段の羽口
から吹き込むガス中の酸素濃度を適宜変えることができ
る。このため、可燃性ガスの燃焼によって生成するフリ
ーボード部のガスの組成を変えることができ、そのガス
の発熱量を所定値以上に維持することができる。If necessary, the flow rate of air and / or oxygen supplied to the upper tuyere can be adjusted to appropriately change the oxygen concentration in the gas blown from the upper tuyere. Therefore, the composition of the gas in the freeboard portion generated by the combustion of the combustible gas can be changed, and the calorific value of the gas can be maintained at a predetermined value or more.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】図１は本発明において用いる廃棄
物ガス化溶融炉の一形態を示す構成図である。１は竪型
の炉本体であって、炉本体１は、その上部に位置する円
筒形状のフリーボード部１ａと、上方に向かって拡径さ
れた朝顔部１ｂと、炉底部１ｃによって構成されてい
る。この炉本体１の頂部には可燃性廃棄物と炭素系補助
燃料の装入口２が設けられており、炉本体１の側部に
は、酸素含有ガスを吹込む羽口が設けられている。この
羽口は、炉本体１の高さ方向に沿って３レベルの周上に
それぞれ複数個が一組となって設けられている。その一
組の羽口は廃棄物およびコークスなどの炭素系補助燃料
によって形成される堆積層５０の上面よりも上（堆積層
５０の上面よりも上の空間部）に相当するレベルに設け
られた上段の羽口３であり、他の一組の羽口は堆積層５
０の上部（堆積層５０の上面から２００mm〜２０００mm
下）に相当するレベルに設けられた中段の羽口４であ
り、さらに他の一組の羽口は堆積層５０の下部に相当す
るレベルに設けられた下段の羽口５である。図中、６は
溶融物の排出口、７は燃焼排ガスの排出口、８は燃焼排
ガスの温度を計測する温度計、９は燃焼排ガスの分析
計、１０，１１は熱交換器である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a waste gasification and melting furnace used in the present invention. Reference numeral 1 denotes a vertical furnace body, and the furnace body 1 is constituted by a cylindrical freeboard section 1a located at an upper portion thereof, a bosh section 1b whose diameter is increased upward, and a furnace bottom section 1c. I have. An inlet 2 for combustible waste and carbon-based auxiliary fuel is provided at the top of the furnace main body 1, and a tuyere for blowing oxygen-containing gas is provided at a side of the furnace main body 1. A plurality of tuyeres are provided as a set on each of three levels of circumference along the height direction of the furnace body 1. The tuyere set is provided at a level corresponding to a level above the upper surface of the deposition layer 50 formed by the carbon-based auxiliary fuel such as waste and coke (a space above the upper surface of the deposition layer 50). The upper tuyere 3 is a tuyere, and the other tuyere is a stack 5
0 (200 mm to 2000 mm from the upper surface of the deposition layer 50)
The middle tuyere 4 is provided at a level corresponding to (lower), and another set of tuyeres is a lower tuyere 5 provided at a level corresponding to the lower portion of the deposition layer 50. In the figure, reference numeral 6 denotes a discharge port for the melt, 7 denotes a discharge port for the flue gas, 8 denotes a thermometer for measuring the temperature of the flue gas, 9 denotes an analyzer for the flue gas, and 10 and 11 denote heat exchangers.
【００３１】なお、図１においては、廃棄物と炭素系補
助燃料の装入口２が炉本体１の頂部に設けられている
が、この装入口２を設ける箇所は頂部に限定されるもの
ではない。上記装入口２の位置は朝顔部１ｂより上方で
あればよく、フリーボード部１ａの側部であってもよ
い。In FIG. 1, the charging port 2 for the waste and the carbon-based auxiliary fuel is provided at the top of the furnace body 1, but the location where the charging port 2 is provided is not limited to the top. . The position of the loading port 2 may be above the bosh section 1b, and may be on the side of the freeboard section 1a.
【００３２】上記の構成によるガス化溶融炉によって、
廃棄物をガス化溶融する場合、まず、装入口２から廃棄
物と炭素系補助燃料の一つであるコークス、およびスラ
グ調整剤などが装入され、これらの装入物によって堆積
層５０が形成される。この堆積層５０を形成している装
入物は、配管１５が接続された中段の羽口４から吹き込
まれる空気によって適度に流動させられながら、その一
部が下部で発生した可燃性ガスと一緒に燃焼する。この
燃焼熱によって、廃棄物が加熱されると共に乾留され、
可燃性ガスが発生する。With the gasification and melting furnace having the above structure,
When gasifying and melting waste, first, waste and coke, one of the carbon-based auxiliary fuels, a slag conditioner, and the like are charged from the charging inlet 2, and a deposited layer 50 is formed by these charged materials. Is done. The charge forming the deposition layer 50 is appropriately flowed by air blown from the tuyere 4 at the middle stage to which the pipe 15 is connected, and a part of the charge flows together with the combustible gas generated in the lower part. Burns. By this heat of combustion, the waste is heated and carbonized,
Combustible gas is generated.
【００３３】羽口４から吹き込む空気は、その温度が常
温〜１００℃程度であるのがよい。加熱した空気を吹き
込む場合には、熱交換器１０で燃焼排ガスと熱交換して
加熱された空気が配管１２を経由して供給される（この
場合の供給管路は図示せず）。The temperature of the air blown from the tuyere 4 is preferably from room temperature to about 100 ° C. When the heated air is blown, the air that has been heated by exchanging heat with the combustion exhaust gas in the heat exchanger 10 is supplied via a pipe 12 (a supply pipe in this case is not shown).
【００３４】また、その吹き込み量は、下方から上昇し
てくるガスと一緒になって堆積層５０を適度に流動させ
る程度であるのがよく、後述する試験結果によれば、堆
積層部における空塔速度が０．３〜１．４Ｎｍ／sec
（標準状態換算のガス流速）程度になるようにするのが
よい。It is preferable that the amount of air blow is such that the deposited layer 50 flows appropriately together with the gas rising from below. According to the test results described later, the empty space in the deposited layer portion is good. Tower speed is 0.3 to 1.4 Nm / sec
(Gas flow rate in standard condition conversion) is preferable.
【００３５】乾留された装入物は、堆積層５０の上部か
ら、順次、炉底部まで降下し、下段の羽口５から吹き込
まれる酸素含有ガスによってその残留炭素が燃焼し、灰
化された後、溶融され、溶融物排出口６から抜き出され
る。The charge that has been carbonized goes down from the upper part of the sedimentary layer 50 to the furnace bottom part, and after the residual carbon is burned by the oxygen-containing gas blown from the tuyere 5 at the lower stage, it is ashed. , And is withdrawn from the melt outlet 6.
【００３６】下段の羽口５から吹き込む酸素含有ガスを
調製するための空気は燃焼排ガスと熱交換させて加熱し
たものであり、熱交換器１１を経由させて配管１３から
供給される。The air for preparing the oxygen-containing gas blown from the tuyere 5 at the lower stage is heated by exchanging heat with the combustion exhaust gas, and is supplied from the pipe 13 via the heat exchanger 11.
【００３７】上記酸素含有ガスは高温の空気に酸素を混
合したものであって、その温度は高いほどよいが、上記
のように、供給される空気が燃焼排ガスと熱交換によっ
て加熱されたものであるので、上記酸素含有ガスは、通
常、１００℃〜５００℃程度の温度で吹き込まれる。ま
た、その酸素濃度は、通常は３０％以上であり、炉内の
羽口部５の近傍に形成される高温域が２０００℃以上に
なるように調整される。The oxygen-containing gas is a mixture of high-temperature air and oxygen, and the higher the temperature, the better. However, as described above, the supplied air is heated by heat exchange with the combustion exhaust gas. Therefore, the oxygen-containing gas is usually blown at a temperature of about 100 ° C. to 500 ° C. The oxygen concentration is usually 30% or more, and is adjusted so that the high-temperature region formed near the tuyere portion 5 in the furnace becomes 2000 ° C. or more.
【００３８】また、下段の羽口５からの酸素含有ガスの
吹き込みは、堆積層５０の上部を緩やかに流動させなが
ら廃棄物の灰分および不燃物を溶融させるために行うも
のであり、その流量は次の（１）式を満足する範囲にな
る。The blowing of the oxygen-containing gas from the lower tuyere 5 is performed to melt the ash and incombustibles of the waste while gently flowing the upper part of the sedimentary layer 50. The range satisfies the following equation (1).
【００３９】[0039]
【数５】 (Equation 5)
【００４０】一方、発生した可燃性ガスは、フリーボー
ド部１ａにおいて、上段の羽口３から吹き込まれる酸素
含有ガスによって、その一部が燃焼し、その温度低下が
抑えられる。この際、上段の羽口３へ供給する空気およ
び酸素の流量あるいは空気か酸素の何れかの流量を調節
して、羽口３から吹き込む酸素量の調節すれば、燃焼量
を適宜変えることができるので、フリーボード部１ａの
ガス温度を所定範囲に維持することができる。このよう
にして、フリーボード部１ａ内は、ダイオキシンが生成
せず、かつタールを分解して消失してしまう１０００℃
以上の温度に維持される。ただし、ガス温度が高温にな
り過ぎると、耐火物の劣化が早まり、また炉壁に灰（ダ
スト）が融着する問題が起こるので、その温度の上限は
１２００℃程度に設定するのが望ましい。On the other hand, the generated combustible gas is partially burned by the oxygen-containing gas blown from the tuyere 3 in the upper stage in the freeboard section 1a, and its temperature is suppressed from being lowered. At this time, if the flow rate of air and oxygen supplied to the upper tuyere 3 or the flow rate of either air or oxygen is adjusted and the amount of oxygen blown from the tuyere 3 is adjusted, the combustion amount can be appropriately changed. Therefore, the gas temperature of the free board section 1a can be maintained in a predetermined range. In this way, in the free board portion 1a, dioxin is not generated, and tar is decomposed and disappears.
The above temperature is maintained. However, if the gas temperature becomes too high, the refractory deteriorates quickly and there is a problem that ash (dust) is fused to the furnace wall. Therefore, the upper limit of the temperature is desirably set to about 1200 ° C.
【００４１】また、上段の羽口３へ供給する空気および
酸素の流量あるいは空気か酸素の何れかの流量を調節し
て、羽口３から吹き込むガス中の酸素濃度を調節すれ
ば、フリーボード部で生成する可燃性ガスの組成を変え
ることができるので、燃焼排ガスの発熱量を制御するこ
ともできる。Further, if the flow rate of air and oxygen supplied to the upper tuyere 3 or the flow rate of either air or oxygen is adjusted and the oxygen concentration in the gas blown from the tuyere 3 is adjusted, the free board section Since the composition of the combustible gas generated in the step (1) can be changed, the calorific value of the combustion exhaust gas can also be controlled.
【００４２】上段の羽口３から吹き込む酸素含有ガス
は、空気単独であってもよいが、発熱量の高い燃焼排ガ
スを得ようとする場合には、空気と酸素の混合ガスであ
るのがよい。The oxygen-containing gas blown from the upper tuyere 3 may be air alone, but if it is desired to obtain combustion exhaust gas having a high calorific value, a mixed gas of air and oxygen is preferable. .
【００４３】また、上段の羽口３から吹き込む酸素含有
ガスは、その温度が常温であってもよいが、フリーボー
ド部１ａにおけるガス温度を高温に維持するために吹き
込まれるものであるので、その温度は高い方が望まし
い。このため、上段の羽口３から吹き込む酸素含有ガス
を調製するための空気は燃焼排ガスと熱交換させて加熱
したものであり、熱交換器１０を経由させて配管１４か
ら供給される。The temperature of the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere 3 may be room temperature, but it is blown to maintain the gas temperature in the free board section 1a at a high temperature. The higher the temperature, the better. For this reason, the air for preparing the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere 3 is heated by exchanging heat with the combustion exhaust gas, and is supplied from the pipe 14 via the heat exchanger 10.
【００４４】ガスの発熱量は１０００kcal／Nm3 〜１２
００kcal／Nm3 程度の範囲に制御するのがよい。この発
熱量の範囲は次のことを基にして決められた。ガスター
ビンの燃料などに使用する場合には、１０００kcal／Nm
3 以上の発熱量を有することが必要であり、また、ガス
の発熱量はできるだけ高いことが望ましいが、高価な酸
素の消費量をできるだけ少なく抑えた際に得られるガス
の発熱量が１２００kcal／Nm3 程度であることによる。The calorific value of the gas is 1000 kcal / Nm 3 -12
It is preferable to control the pressure in the range of about 00 kcal / Nm 3 . The range of the calorific value was determined based on the following. 1000kcal / Nm when used for gas turbine fuel
It is necessary to have a calorific value of 3 or more, and it is desirable that the calorific value of the gas be as high as possible. However, the calorific value of the gas obtained when the consumption of expensive oxygen is suppressed as small as possible is 1200 kcal / Nm. By about 3 .
【００４５】そして、フリーボード部１ａにおけるガス
温度を所定範囲に維持し、かつガスの発熱量を所定範囲
に維持しようとする場合には、空気および酸素の流量を
上記２つの条件を満足することができる値に設定しなく
てはならない。この空気および酸素の供給流量は、装入
される廃棄物の種類によっても異なるが、廃棄物が、例
えば、シュレッダーダスト（自動車や家電製品の廃品を
破砕して有価物を回収した後の可燃性廃棄物）や都市ご
みである場合、各流量の調節は表１の基準に基づいて行
う。表１はガス温度を１０００℃〜１２００℃に維持
し、ガスの発熱量を１０００kcal／Nm3 〜１２００kcal
／Nm3 に維持するための流量調節基準であって、その一
部を説明すれば、次の通りである。In order to maintain the gas temperature in the free board section 1a within a predetermined range and to maintain the heat generation of the gas within a predetermined range, the flow rates of air and oxygen must satisfy the above two conditions. Must be set to a value that allows The supply flow rates of the air and oxygen vary depending on the type of waste to be charged. For example, shredder dust (combustible after crushing waste of automobiles and home appliances and collecting valuable resources) In the case of waste or municipal waste, the flow rate is adjusted based on the criteria in Table 1. Table 1 shows that the gas temperature is maintained at 1000 ° C. to 1200 ° C. and the calorific value of the gas is 1000 kcal / Nm 3 to 1200 kcal.
/ Nm 3 is a flow control standard for maintaining the flow rate, and a part thereof is as follows.
【００４６】ガス温度が１０００℃より低い上に、ガス
の発熱量が１０００kcal／Nm3 より小さく、２つの測定
値が操業基準を満足していない場合には、酸素の流量を
増加させる。また、ガス温度が１２００℃より高く、ガ
スの発熱量が１２００kcal／Nm3 より大きい場合には、
まず、酸素の流量を減少させる。次いで、酸素の供給が
停止されても、正常値にならなければ、空気の流量も減
少させる。If the gas temperature is lower than 1000 ° C. and the calorific value of the gas is lower than 1000 kcal / Nm 3 and the two measured values do not satisfy the operation standards, the flow rate of oxygen is increased. When the gas temperature is higher than 1200 ° C. and the calorific value of the gas is higher than 1200 kcal / Nm 3 ,
First, the flow rate of oxygen is reduced. Next, even if the supply of oxygen is stopped, if the value does not reach a normal value, the flow rate of air is also reduced.
【００４７】[0047]
【表１】 [Table 1]
【００４８】温度が１０００℃以上に維持された燃焼排
ガスはフリーボード部１ａ内に数秒間滞留した後、燃焼
排ガス排出口７から排出する。そして、熱交換器１０，
１１を通過して、炉内へ吹き込まれる空気と熱交換して
冷却された後、ダスト除去などの処理をする排ガス処理
装置３０へ送られる。処理された燃焼排ガスはガスホル
ダー３１に貯留され、発電用のガスタービンを駆動する
燃料ガスなどの用途に使用される。The flue gas whose temperature is maintained at 1000 ° C. or higher stays in the freeboard section 1a for several seconds and is discharged from the flue gas discharge port 7. And the heat exchanger 10,
After passing through 11 and being cooled by heat exchange with the air blown into the furnace, it is sent to an exhaust gas treatment device 30 that performs processing such as dust removal. The treated combustion exhaust gas is stored in the gas holder 31 and is used for applications such as fuel gas for driving a gas turbine for power generation.
【００４９】上述のようにして燃焼排ガスが排出する過
程において、温度計８によってガス温度が計測され、ガ
ス分析計９によってガス分析が行われる。上記ガス温度
の計測値は、制御機構へ送られ、上段の羽口3 へ供給す
る空気または酸素の流量を調節してガス温度を制御する
ためのデータとして活用される。また、上記ガス分析値
は、制御機構へ送られて発熱量に換算され、上段の羽口
3 へ供給する空気または酸素の流量を調節してガスの発
熱量を制御するためのデータとして活用される。In the process of discharging the combustion exhaust gas as described above, the gas temperature is measured by the thermometer 8, and the gas is analyzed by the gas analyzer 9. The measured value of the gas temperature is sent to the control mechanism, and is used as data for controlling the gas temperature by adjusting the flow rate of air or oxygen supplied to the upper tuyere 3. The gas analysis value is sent to the control mechanism and converted into a calorific value.
It is used as data for controlling the calorific value of gas by adjusting the flow rate of air or oxygen supplied to 3.
【００５０】図１中、１７は上段の羽口３から吹き込む
酸素含有ガスを調製するための空気の流量調節弁、１８
は酸素配管、１９は上段の羽口３から吹き込む酸素含有
ガスを調製するための酸素の流量調節弁、２０は中段の
羽口４から吹き込む空気の流量調節弁、２１は下段の羽
口５から吹き込む酸素含有ガスを調製するための空気の
流量調節弁、２２は酸素配管、２３は下段の羽口５から
吹き込む酸素含有ガスを調製するための酸素の流量調節
弁である。In FIG. 1, reference numeral 17 denotes an air flow control valve for adjusting the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere 3;
Is an oxygen pipe, 19 is an oxygen flow control valve for preparing an oxygen-containing gas blown from the upper tuyere 3, 20 is a flow control valve for air blown from the middle tuyere 4, and 21 is a lower flow tuyere. An air flow control valve for adjusting the oxygen-containing gas to be blown in, 22 is an oxygen pipe, and 23 is an oxygen flow control valve for adjusting the oxygen-containing gas to be blown from the lower tuyere 5.
【００５１】[0051]
【実施例】図１と同様の構成による試験装置を使用して
廃棄物のガス化溶融処理を行った結果について説明す
る。この試験で装入した廃棄物はシュレッダーダストで
あった。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The results of gasification and melting treatment of waste using a test apparatus having the same configuration as that of FIG. 1 will be described. The waste charged in this test was shredder dust.
【００５２】この試験においては、上段の羽口３は使用
しないで、中段の羽口４と下段の羽口５だけを使用し、
中段の羽口４から堆積層５０へ吹き込む空気の流量を種
々変更してガス化溶融させ、その間に各種の測定と操業
状態のチェックを行った。この場合、中段の羽口４から
の空気の吹き込みは、図２に記すＡ−Ａ部におけるガス
の空塔速度が０．０８Ｎｍ／sec 〜１．６Ｎｍ／sec に
なるようにその流量を段階的に変更して行った。なお、
図２の装置の構成は図１と同じであるので、同じ符号を
付し、その説明は省略する。In this test, the upper tuyere 3 was not used, only the middle tuyere 4 and the lower tuyere 5 were used.
The flow rate of air blown into the deposition layer 50 from the tuyere 4 at the middle stage was varied and gasified and melted, and various measurements and operating conditions were checked during that time. In this case, the air is blown from the tuyere 4 in the middle stage in a stepwise manner so that the superficial velocity of the gas in the section A-A shown in FIG. 2 becomes 0.08 Nm / sec to 1.6 Nm / sec. Was changed to. In addition,
Since the configuration of the apparatus in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
【００５３】まず、各種測定のうち、燃焼排ガス中のダ
スト濃度を測定した結果は図５に示す通りであった。こ
の図５のように、空塔速度（空気吹き込み流量）を大き
くするに従って燃焼排ガス中のダスト濃度が増加する。
そして、ダスト濃度は空塔速度が１．４Ｎｍ／sec を超
える付近から急激に増加し、その値は１０ｇ／Ｎｍ3を
超えようになる。この結果によれば、中段の羽口４から
吹き込む空気の流量は、空塔速度が１．４Ｎｍ／sec 以
下になるようにする必要がある。First, among the various measurements, the result of measuring the dust concentration in the combustion exhaust gas was as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the dust concentration in the combustion exhaust gas increases as the superficial velocity (air blowing flow rate) increases.
The dust concentration is abruptly increased at the vicinity of the superficial velocity is more than 1.4 Nm / sec, the value is to exceed 10 g / Nm 3. According to this result, the flow rate of the air blown from the tuyere 4 in the middle stage needs to be such that the superficial velocity is 1.4 Nm / sec or less.
【００５４】なお、中段の羽口４から空気の流量を、フ
リーボード１ａ部のガス温度が１０００℃以上になるよ
うにしたところ、空塔速度が１．４Ｎｍ／sec 以上にな
り、燃焼排ガス中には多量のダストが含まれていた。こ
のことから、中段の羽口４から吹き込む空気の流量調節
によって、フリーボード１ａ部のガス温度を１０００℃
以上に維持することは困難であることが分かった。When the flow rate of air from the tuyere 4 in the middle stage was adjusted so that the gas temperature of the freeboard 1a became 1000 ° C. or more, the superficial velocity became 1.4 Nm / sec or more, and the Contained a large amount of dust. From this, the gas temperature of the freeboard 1a was set to 1000 ° C. by adjusting the flow rate of the air blown from the tuyere 4 in the middle stage.
It has proven difficult to maintain above.
【００５５】また、中段の羽口４から吹き込む空気の流
量とスラグ化率の関係を調べたところ、図６の如くであ
った。なお、スラグ化率とは、廃棄物、コークス、スラ
グ調整剤などよりなる装入物に含まれる灰分および不燃
物の全装入量に対し、抜き出された溶融スラグ量の比率
であって、次の（２）によって求められる値である。FIG. 6 shows the relationship between the flow rate of air blown from the tuyere 4 at the middle stage and the slag conversion ratio. The slag conversion rate is the ratio of the amount of molten slag extracted to the total amount of ash and incombustibles contained in the waste, coke, slag conditioner, etc. This is a value obtained by the following (2).
【００５６】[0056]
【数６】 (Equation 6)
【００５７】図６のように、空塔速度を大きくする従っ
てスラグ化率が低下し、空塔速度が１．４Ｎｍ／sec を
超えると、スラグ化率が９０％以下にまで低下する。こ
のことは、空塔速度が大きくなる従って廃棄物が微粒化
し、ダストの飛散量が著しく増加することを意味してい
る。この結果によれば、中段の羽口４から吹き込む空気
の流量は、空塔速度が１．４Ｎｍ／sec 以下になるよう
にする必要がある。As shown in FIG. 6, when the superficial velocity is increased, the slag conversion rate is reduced. When the superficial velocity exceeds 1.4 Nm / sec, the slag conversion rate is reduced to 90% or less. This means that as the superficial velocity increases, the waste becomes finer and the amount of dust scattered significantly increases. According to this result, the flow rate of the air blown from the tuyere 4 in the middle stage needs to be such that the superficial velocity is 1.4 Nm / sec or less.
【００５８】また、中段の羽口４から吹き込む空気の流
量と堆積層５０の棚吊りが起こる状況との関係を調べた
ところ、図７の如くであった。この図７に示すように、
空塔速度が０．３Ｎｍ／sec 以下になると、棚吊りが起
こるようになり、異常状態になる。この結果によれば、
中段の羽口４から吹き込む空気の流量は、空塔速度が
０．３Ｎｍ／sec を超える範囲になるようにする必要が
ある。FIG. 7 shows the relationship between the flow rate of air blown from the tuyere 4 in the middle stage and the situation in which the pile 50 is hung on the shelves. As shown in FIG.
When the superficial tower speed becomes 0.3 Nm / sec or less, shelving occurs and an abnormal state occurs. According to this result,
The flow rate of the air blown from the tuyere 4 at the middle stage must be such that the superficial velocity exceeds 0.3 Nm / sec.
【００５９】上記３つの測定または操業状態の記録か
ら、羽口４から吹き込むべき空気流量を求めると、図５
に示したダスト飛散と図６に示したスラグ化率の測定結
果によれば、空塔速度が１．４Ｎｍ／sec 以下になる範
囲であり、図７に示した棚吊り状況の結果によれば、空
塔速度が０．３Ｎｍ／sec 超える範囲である。従って、
上記空気流量の望ましい値は０．３Ｎｍ／sec 〜１．４
Ｎｍ／sec 程度の範囲である。When the air flow to be blown from the tuyere 4 is determined from the above three measurements or the record of the operating state, FIG.
According to the measurement results of the dust scattering shown in FIG. 6 and the slag conversion rate shown in FIG. 6, the superficial velocity is within the range of 1.4 Nm / sec or less, and according to the result of the shelf hanging state shown in FIG. , And the superficial velocity exceeds 0.3 Nm / sec. Therefore,
Desirable value of the air flow rate is 0.3 Nm / sec to 1.4.
The range is about Nm / sec.
【００６０】次に、フリーボード部１ａのガス温度を変
えた場合における燃焼排ガス中のダイオキシン類の濃度
と、タール分の濃度を測定した。図８はフリーボード部
のガス温度とダイオキシン類の濃度の関係を示し、図９
はフリーボード部のガス温度とタールの濃度の関係を示
す。Next, the concentration of dioxins and the concentration of tar in the combustion exhaust gas when the gas temperature of the freeboard section 1a was changed were measured. FIG. 8 shows the relationship between the gas temperature of the free board and the concentration of dioxins, and FIG.
Indicates the relationship between the gas temperature of the free board portion and the concentration of tar.
【００６１】図８によれば、フリーボード部のガス温度
が９５０℃以上になると、毒性等価濃度（許容値との
比）で表したダイオキシン類の濃度は大幅に低下する傾
向を示し、上記温度が１０００℃以上になると、毒性等
価濃度は許容値以下になる。According to FIG. 8, when the gas temperature in the free board portion becomes 950 ° C. or higher, the concentration of dioxins expressed in terms of the toxic equivalent concentration (ratio with the allowable value) tends to decrease significantly. Above 1000 ° C, the toxic equivalent concentration falls below the permissible value.
【００６２】また、図９によれば、フリーボード部のガ
ス温度が１０００℃以上に上げると、タールの濃度は許
容値（付着トラブルが発生しない限界値）以下になる。According to FIG. 9, when the gas temperature of the free board is raised to 1000 ° C. or higher, the tar concentration becomes lower than the allowable value (the limit value at which no adhesion trouble occurs).
【００６３】[0063]
【発明の効果】請求項１の発明に係る廃棄物のガス化溶
融方法によれば、堆積層部におけるガスの空塔速度が
０．３〜１．４Ｎｍ／ｓｅｃになるように、中段の羽口
と下段の羽口から吹き込む酸素含有ガスの流量を調節す
るので、ダストの飛散量が少なく、かつ堆積層部の棚吊
りが防止される。また、上段の羽口から吹き込む酸素含
有ガスを調製するために供給する空気および／または酸
素の流量を調節して、上段の羽口から吹き込む酸素の量
を適宜変えることができるので、フリーボード部におけ
る可燃性ガスの燃焼量が適度になり、ガス温度を、ター
ルが分解し、またダイオキシンが生成しない１０００℃
以上の温度領域に維持することができる。According to the method for gasifying and melting waste according to the first aspect of the present invention, the blades at the middle stage are set so that the superficial velocity of the gas in the sedimentary layer portion becomes 0.3 to 1.4 Nm / sec. Since the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the mouth and the lower tuyere is adjusted, the amount of dust scattered is small, and hanging of the deposition layer portion on the shelf is prevented. Further, the flow rate of air and / or oxygen supplied for preparing the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere can be adjusted to appropriately change the amount of oxygen blown from the upper tuyere. The combustion temperature of the flammable gas becomes moderate, and the gas temperature is set to 1000 ° C. where tar is decomposed and dioxin is not generated.
The above temperature range can be maintained.
【００６４】また、請求項２の発明に係る廃棄物のガス
化溶融方法によれば、堆積層部におけるガスの空塔速度
が０．３〜１．４Ｎｍ／ｓｅｃになるように、中段の羽
口と下段の羽口から吹き込む酸素含有ガスの流量を調節
するので、ダストの飛散量が少なく、かつ堆積層部の棚
吊りが防止される。また、上段の羽口から吹き込む酸素
含有ガスを調製するために供給する空気および／または
酸素の流量を調節して、上段の羽口から吹き込むガス中
の酸素濃度を適宜変えることができるので、フリーボー
ド部で生成するガスの組成を変えることができ、そのガ
スの発熱量を所定値以上に維持することができる。Further, according to the method for gasifying and melting waste according to the second aspect of the present invention, the middle stage blades are set so that the superficial velocity of the gas in the deposition layer portion becomes 0.3 to 1.4 Nm / sec. Since the flow rate of the oxygen-containing gas blown from the mouth and the lower tuyere is adjusted, the amount of dust scattered is small, and hanging of the deposition layer portion on the shelf is prevented. In addition, the flow rate of air and / or oxygen supplied for preparing the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere can be adjusted to appropriately change the oxygen concentration in the gas blown from the upper tuyere. The composition of the gas generated in the board portion can be changed, and the calorific value of the gas can be maintained at a predetermined value or more.
【図１】本発明において用いる廃棄物ガス化溶融炉の一
形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a waste gasification and melting furnace used in the present invention.
【図２】本発明において用いる廃棄物ガス化溶融炉の炉
本体を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a furnace main body of a waste gasification and melting furnace used in the present invention.
【図３】炉本体下部のレベルおよび堆積層の上面より上
のレベルに羽口が設けられている廃棄物ガス化溶融炉の
構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a waste gasification and melting furnace in which tuyeres are provided at a lower level of a furnace main body and at a level above an upper surface of a deposition layer.
【図４】炉本体下部のレベルおよび堆積層上部のレベル
に羽口が設けられている廃棄物ガス化溶融炉の構成を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a waste gasification and melting furnace in which tuyeres are provided at a lower level of a furnace main body and at a level of an upper portion of a deposition layer.
【図５】中段の羽口から吹き込まれた空気の空塔速度と
燃焼排ガス中のダスト濃度の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a superficial velocity of air blown from a tuyere at a middle stage and a dust concentration in combustion exhaust gas.
【図６】中段の羽口から吹き込まれた空気の空塔速度と
スラグ化率の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the superficial velocity of air blown from the tuyere of the middle stage and the slag conversion rate.
【図７】中段の羽口から吹き込まれた空気の空塔速度と
堆積層の棚吊り回数関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the superficial velocity of air blown from the tuyere in the middle stage and the number of times the piles are suspended from the shelves.
【図８】フリーボード部のガス温度とダイオキシン類の
濃度（毒性等価濃度）の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the gas temperature of the freeboard section and the concentration of dioxins (toxic equivalent concentration).
【図９】フリーボード部のガス温度とタールの濃度の関
係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the gas temperature of the free board portion and the concentration of tar.
【図１０】従来技術における廃棄物ガス化溶融炉の構成
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a waste gasification and melting furnace according to the related art.
１ 炉本体 ２ 廃棄物と炭素系補助燃料の装入口 ３ 上段の羽口 ４ 中段の羽口 ５ 下段の羽口 ６ 溶融物の排出口 ７ 燃焼排ガスの排出口 ８ 温度計 ９ ガス分析計 １０，１１ 熱交換器 １７ 上段の羽口へ供給する空気の流量調節弁 １９ 上段の羽口へ供給する酸素の流量調節弁 ２０ 中段の羽口へ供給する空気の流量調節弁 ２１ 下段の羽口へ供給する空気の流量調節弁 ２３ 下段の羽口へ供給する酸素の流量調節弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace main body 2 Injection of waste and carbon-based auxiliary fuel 3 Upper tuyere 4 Middle tuyere 5 Lower tuyere 6 Melt outlet 7 Combustion exhaust gas outlet 8 Thermometer 9 Gas analyzer 10, Reference Signs List 11 heat exchanger 17 air flow control valve to be supplied to upper tuyere 19 oxygen flow control valve to be supplied to upper tuyere 20 air flow control valve to be supplied to middle tuyere 21 supply to lower tuyere Flow control valve for air to be supplied 23 Flow control valve for oxygen supplied to lower tuyere
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/20 Ｆ２７Ｂ 1/20 (72)発明者 松平 恒夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山川 裕一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 古川 武 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大野 陽太郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 AC20 BA01 BA07 BA08 BA10 DA03 DA17 DA19 DB16 DB20 3K062 AA16 AB02 AB03 AC20 BA02 BB02 CA01 CB06 DA01 DA22 DA36 DB06 DB08 4K045 AA01 AA04 BA10 CA08 GA02 GB11 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F27B 1/20 F27B 1/20 (72) Inventor Tsuneo Matsudaira 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun (72) Inventor Yuichi Yamakawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Furukawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Inside (72) Inventor Yotaro Ohno 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd.F-term (reference) 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 AC20 BA01 BA07 BA08 BA10 DA03 DA17 DA19 DB16 DB20 3K062 AA16 AB02 AB03 AC20 BA02 BB02 CA01 CB06 DA01 DA22 DA36 DB06 DB08 4K045 AA01 AA04 BA10 CA08 GA02 GB11
Claims (2)
部に廃棄物および炭素系補助燃料の装入口を有すると共
に、装入された廃棄物および炭素系補助燃料によって形
成される堆積層の上面よりも上に相当するレベルに酸素
含有ガスを吹き込む上段の羽口が設けられ、前記堆積層
の上部に相当するレベルに酸素含有ガスを吹き込む中段
の羽口が設けられ、前記堆積層の下部に相当するレベル
に酸素含有ガスを吹き込む下段の羽口が設けられた竪型
溶融炉を用いる廃棄物のガス化溶融方法であって、下段
の羽口から（１）式により定められた範囲の流量の酸素
含有ガスを吹き込み、中段の羽口から前記堆積層部にお
けるガスの空塔速度が０．３〜１．４Ｎｍ／ｓｅｃにな
る流量の酸素含有ガスを吹き込み、上段の羽口から吹き
込む酸素含有ガスを調製するために供給する空気および
／または酸素の流量を調節して、吹き込む酸素の量を変
化させ、フリーボード部における可燃性ガスの温度を１
０００℃以上に維持することを特徴とする廃棄物ガス化
溶融方法。 【数１】 An upper portion of a furnace body provided with a free board portion has a loading port for waste and carbon-based auxiliary fuel, and an upper surface of a deposition layer formed by the loaded waste and carbon-based auxiliary fuel. An upper-stage tuyere that blows an oxygen-containing gas at a level corresponding to an upper level is provided, and a middle-stage tuyere that blows an oxygen-containing gas at a level corresponding to an upper portion of the deposition layer is provided. A method for gasifying and melting waste using a vertical melting furnace provided with a lower tuyere for blowing an oxygen-containing gas to a corresponding level, wherein a flow rate in a range defined by the formula (1) from the lower tuyere Of oxygen-containing gas at a flow rate at which the superficial velocity of the gas in the deposition layer portion becomes 0.3 to 1.4 Nm / sec from the middle tuyeres, and the oxygen-containing gas blown from the upper tuyeres. Gas The flow rate of air and / or oxygen supplied for preparation is adjusted to change the amount of oxygen to be blown, and the temperature of the flammable gas in the freeboard section is set to 1
A waste gasification / melting method characterized by maintaining the temperature at 000 ° C. or higher. (Equation 1)
部に廃棄物および炭素系補助燃料の装入口を有すると共
に、装入された廃棄物および炭素系補助燃料によって形
成される堆積層の上面よりも上に相当するレベルに酸素
含有ガスを吹き込む上段の羽口が設けられ、前記堆積層
の上部に相当するレベルに酸素含有ガスを吹き込む中段
の羽口が設けられ、前記堆積層の下部に相当するレベル
に酸素含有ガスを吹き込む下段の羽口が設けられた竪型
溶融炉を用いる廃棄物のガス化溶融方法であって、下段
の羽口から（１）式により定められた範囲の流量の酸素
含有ガスを吹き込み、中段の羽口から前記堆積層部にお
けるガスの空塔速度が０．３〜１．４Ｎｍ／ｓｅｃにな
る流量の酸素含有ガスを吹き込み、上段の羽口から吹き
込む酸素含有ガスを調製するために供給する空気および
／または酸素の流量を調節して、上段の羽口から吹き込
む酸素含有ガス中の酸素濃度を変化させ、フリーボード
部における可燃性ガスの発熱量を所定値以上に維持する
ことを特徴とする廃棄物ガス化溶融方法。 【数２】 2. An upper portion of a furnace body provided with a free board portion, which has a loading port for waste and carbon-based auxiliary fuel, and an upper surface of a deposition layer formed by the loaded waste and carbon-based auxiliary fuel. An upper-stage tuyere that blows an oxygen-containing gas at a level corresponding to an upper level is provided, and a middle-stage tuyere that blows an oxygen-containing gas at a level corresponding to an upper portion of the deposition layer is provided. A method for gasifying and melting waste using a vertical melting furnace provided with a lower tuyere for blowing an oxygen-containing gas to a corresponding level, wherein a flow rate in a range defined by the formula (1) from the lower tuyere Of oxygen-containing gas at a flow rate at which the superficial velocity of the gas in the deposition layer portion becomes 0.3 to 1.4 Nm / sec from the middle tuyeres, and the oxygen-containing gas blown from the upper tuyeres. Gas The flow rate of air and / or oxygen supplied for the preparation is adjusted to change the oxygen concentration in the oxygen-containing gas blown from the upper tuyere, so that the calorific value of the flammable gas in the free board part becomes a predetermined value or more. A waste gasification / melting method characterized by maintaining. (Equation 2)
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|---|---|---|---|
| JP2002009818A JP2002303412A (en) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | Method for gasifying and melting waste |
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| JP21366295A Division JP3309657B2 (en) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Waste gasification and melting furnace |
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|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002303412A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011027395A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-10 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | Waste melting furnace and method of melting treatment of waste material |
| JP2012159263A (en) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Waste melting disposal method and system thereof |
| GB2488616A (en) * | 2011-08-18 | 2012-09-05 | Chinook Sciences Ltd | Improvements in the gasification and/or pyrolysis of matter |
| CZ309438B6 (en) * | 2021-09-20 | 2023-01-11 | České vysoké učení technické v Praze | A method of controlling the temperature of the afterburning space in the combustion chamber of a boiler with a bubbly fluid bed burning biomass and a device for carrying this out |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002009818A patent/JP2002303412A/en active Pending
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