JP2003073675A - 流動層式ガス化溶融システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】設備コストおよびメインテナンスコストの低減
を図ることができる流動層式ガス化溶融システムを提供
する。 【解決手段】廃棄物を熱分解してガス化する流動層８を
備えた流動層式ガス化炉６と、流動層式ガス化炉６で発
生した熱分解ガス中の灰分を溶融する溶融炉９と、流動
層８の流動媒体に混在する不燃物を除去する分離機46
と、不燃物が除かれた流動媒体を流動層式ガス化炉６に
再供給する気流搬送管44とを有する流動層式ガス化溶融
システムにおいて、分離機46で分離された不燃物から金
属を除去する金属分離機43と、金属分離機で金属が除去
された不燃物を破砕する破砕機47と、破砕機47で破砕さ
れた不燃物を気流搬送管44を介して流動層式ガス化炉6
に供給する手段とを設けた流動層式ガス化溶融システ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流動層式ガス化溶融
システムに係り、特にごみガス化溶融システムの設備コ
ストおよびメインテナンスコストの低減に好適な流動層
式ガス化溶融システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ごみ焼却炉で発生したごみ灰を集
塵器で捕集し、捕集灰を灯油、重油などを熱源として溶
融する、ごみ焼却炉と灰溶融炉とを併設したシステム
や、ごみ自身の燃焼熱を利用してごみの灰分を溶融し、
無害化するごみガス化溶融システムが実用化されてい
る。図２は、従来技術による流動層式ガス化溶融システ
ムの系統図である。図２の装置は、廃棄物を熱分解して
ガス化する流動層８を備えた流動層式ガス化炉６と、流
動層式ガス化炉６で発生した熱分解ガスに含まれる灰分
を溶融する溶融炉９と、流動層８から抜き出した流動媒
体に混在する不燃物を除去する篩４２と、不燃物が除か
れた流動媒体を流動層式ガス化炉６に再供給する気流搬
送管４４と、篩４２で分離された不燃物から金属類を回
収する金属分離機４３とを主として有する。

【０００３】このような装置において、廃棄物（ごみ）
は、給じんホッパ１から定量供給機２および供給シュー
ト５を通じて流動層式ガス化炉６に供給される。該流動
層式ガス化炉６は流動層８を有しており、ごみは、配管
２１を通じて流動層８内に吹込まれた空気と反応し、熱
分解ガスを発生させる。流動層８の温度は、熱分解反応
熱（部分燃焼熱）により約６００℃に維持され、また流
動層式ガス化炉６の炉内温度は灰の溶融粘着を避けるた
めに９００℃以下の温度に調節される。

【０００４】ごみ中には粗大な不燃異物が混入している
のが通例であり、この不燃異物は流動層８の底部に沈積
する。不燃異物は、大量に沈積すると流動層８の流動化
を阻害するため、流動層８を形成する流動媒体とともに
媒体抜出装置４６により定期的または連続的に抜き出さ
れ、篩４２により流動媒体に混在する粗大不燃異物が分
別される。粗大不燃異物が除かれた流動媒体は再び配管
３６および気流搬送管４４を介して流動層式ガス化炉６
に戻され、流動媒体として利用される。気流搬送管４４
には、送風機１９により供給される搬送用空気が配管２
６を介して供給される。一方、粗大不燃異物は金属類と
瓦礫類の混合物であり、金属分離機４３に送られて有価
金属を回収した後、残りの瓦礫類は埋立処分される。

【０００５】流動層式ガス化炉６では、ごみの可燃分は
熱分解ガスまたはチャーとなり、煙道１２を介して溶融
炉９に導入される。溶融炉９では熱分解ガスやチャーは
配管２０および２２により供給される燃焼用空気と反応
して完全燃焼する。またチャーに含まれる灰分は溶融炉
９の高熱により溶融し、スラグとなってスラグチャンバ
ー４１のスラグタップ３８を経て水槽４０に導かれ、ス
ラグ排出装置１１により系外に排出される。

【０００６】さらに溶融炉９で発生した高温燃焼ガス
は、二次燃焼室２４で配管２３から供給される燃焼用空
気と反応して二次燃焼された後、ボイラ３およびエアヒ
ータ１４で熱回収され、ガス急冷塔１３および集塵器１
５で浄化されて煙突１７から大気に放出される。またガ
ス急冷塔１３および集塵器１５で回収された灰分は灰安
定化装置４５で処理され、系外に排出される。上記した
従来技術では、流動媒体から分離された粗大不燃異物の
うち、有価金属を除く瓦礫類は、埋立処分されていた
が、近年、埋立地の不足が深刻化したため、有価金属回
収後の瓦礫類も溶融スラグ化して有効利用するシステム
が提案されている。

【０００７】図３は、従来技術の他の流動層式ガス化溶
融システムの系統図である。この装置において、図２の
従来の装置と異なる点は、金属分離機４３の後流に破砕
機４７を設け、金属分離機４３で分離した瓦礫類を破砕
機４７で破砕するとともに、配管２６と溶融炉９を連通
する灰吹込管４８を設け、上記破砕物を溶融炉９に吹込
み、溶融スラグ化させ、また篩４２で不燃異物が除去れ
た流動媒体を弁３０で調整して供給する搬送用空気によ
り気流搬送管４４を介して流動層式ガス化炉６に再供給
するようにした点である。このような装置では、瓦礫類
の破砕物を溶融炉で溶融し、スラグ化して有効利用する
ことが可能となり、また埋立処分量の低減を図ることが
できる。

【０００８】しかし、上記装置では、下記のような問題
点があった。 イ）破砕物を気流搬送する灰吹込管４８は、耐摩耗ライ
ニングを施した高価な配管とする必要があるが、気流搬
送距離が長いために設備コストおよびメインテナンスコ
ストが高くなる。 ロ）高温の溶融炉９は、通常、外側から水冷壁、断熱耐
火壁および耐火壁の３層からなる複雑な構造物となって
いるが、これらの壁を貫通させて灰吹込管４８を設置す
るのはコスト高となる。 ハ）少量の搬送用空気で気流搬送を行うためには搬送管
径や溶融炉への吹込口径を小さくする必要があるが、こ
の吹込口が小さいと該吹込口が溶融炉内の高粘性のスラ
グで覆われ易くなり、閉塞するトラブルが発生し易い。 ニ）搬送用空気により溶融炉内、特に灰吹込管の吹込口
周囲が冷却され易くなり、閉塞し易い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点を解決し、設備コストおよびメインテ
ナンスコストの低減を図ることができる流動層式ガス化
溶融システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本願で特許請求される発明は以下の通りである。 （１）廃棄物を熱分解してガス化する流動層を備えた流
動層式ガス化炉と、該流動層式ガス化炉で発生した熱分
解ガスに含まれる灰分を溶融する溶融炉と、前記流動層
の流動媒体に混在する不燃物を除去する分離機と、不燃
物が除かれた流動媒体を前記流動層式ガス化炉に再供給
する気流搬送管とを有する流動層式ガス化溶融システム
において、前記分離機で分離された不燃物から金属を除
去する金属分離機と、該金属分離機で金属が除去された
不燃物を破砕する破砕機と、該破砕機で破砕された不燃
物を前記気流搬送管を介して前記流動層式ガス化炉に供
給する手段とを設けたことを特徴とする流動層式ガス化
溶融システム。 （２）廃棄物を熱分解してガス化する流動層を備えた流
動層式ガス化炉と、該流動層式ガス化炉で発生した熱分
解ガスに含まれる灰分を溶融する溶融炉と、前記流動層
の流動媒体に混在する不燃物を除去する分離機と、不燃
物が除かれた流動媒体を前記流動層式ガス化炉に再供給
する気流搬送管とを有する流動層式ガス化溶融システム
において、前記分離機で分離された不燃物から金属を除
去する金属分離機と、該金属分離機で金属が除去された
不燃物を破砕する破砕機と、該破砕機で破砕された不燃
物を前記廃棄物に混入させる手段とを設けたことを特徴
とする流動層式ガス化溶融システム。

【００１１】

【作用】本発明によれば、破砕機で破砕した瓦礫類の破
砕物を溶融炉ではなく、流動層式ガス化炉に気流搬送し
て、または廃棄物に混入して供給することができるた
め、以下のような効果を得ることができる。 流動層式ガス化炉に吹込まれた破砕物は、流動層空
塔部に吹上げられ、熱分解ガスに随伴し、煙道を通じて
溶融炉に吹込まれて溶融されるため、図３の従来の装置
と同等の効果を得ることができる。すなわち、瓦礫類の
破砕物を溶融炉で溶融し、スラグ化して有効利用するこ
とが可能となり、また埋立処分量の低減を図ることがで
きる。 流動層式ガス化炉は灰の溶融温度以下で運転されて
いるため、気流搬送管または廃棄物の炉内への投入口が
小さくても溶融スラグによる投入口の閉塞という問題は
生じない。 破砕物を流動層式ガス化炉に気流搬送する距離が、
溶融炉へ導く距離よりも短くできるため、高価な気流搬
送管の配管距離が短くなり、設置コスト、メインテナン
スコストを低減することができる。また従来の流動媒体
用の気流搬送管の一部を共用できるため、設置コストを
さらに低減できる。 流動層式ガス化炉の炉壁は、外側から鉄板、断熱耐
火壁および耐火壁の３層構造となっており、溶融炉の炉
壁のように水壁構造でないため、加工し易く、吹込口の
設置コストを低減できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す流動層式ガス化溶
融システムの系統図である。図１において、図２の従来
の装置と異なる点は、金属分離機４３の後流に破砕機４
７を設け、金属分離機４３で金属が除去された瓦礫類を
破砕し、さらに破砕物を気流搬送管４４に合流させる配
管２５を設け、該破砕物を配管２６から供給される搬送
用空気により気流搬送管４４に合流させ、配管３６から
の流動媒体とともに気流搬送管４４を介して流動層式ガ
ス化炉６に供給するようにした点である。

【００１３】この装置では、破砕機４７で破砕した瓦礫
類は、気流搬送により気流搬送管４４を通じて流動層式
ガス化炉６に吹込まれるが、破砕された瓦礫類が細かい
ために流動層式ガス化炉６の空塔部に吹上げられ、熱分
解ガスに随伴し、煙道１２を通じて溶融炉９に導かれて
溶融、スラグ化される。このような装置では、破砕され
た瓦礫類を溶融炉に供給するための新たな灰吹込管およ
び吹込口を設置することなく、溶融炉９に導いて溶融ス
ラグ化させることができ、破砕された瓦礫類の流動層式
ガス化炉６への搬送には、従来の装置に設けられた気流
搬送管４４を使用でき、新たなに設置する気流搬送管の
長さを最小限度に抑えることができるため、設備コスト
およびメンテナンスコストの低減が可能となる。

【００１４】また、破砕した瓦礫類を、気流搬送によ
り、例えば給じんホッパ１またはごみ貯留ピット（図示
せず）に戻してごみに混入させて流動層式ガス化炉６に
供給するようにしても同等の機能を得ることができる。
この場合には給じんホッパ１またはごみ貯留ピット等の
手前に固気分離器を設置するのが好ましい。また破砕し
た瓦礫類をバケットコンベア等でごみ処理系またはごみ
供給ラインに混入させるようにしてもよいが、気流搬送
する場合に比べて設備費が高くなる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１および請求項２に係る発明によ
れば、設備コストの低減および設備のメインテナンスコ
ストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流動層式ガス化溶融システムの系
統図。

【図２】従来技術による流動層式ガス化溶融システムの
系統図。

【図３】従来技術の他の流動層式ガス化溶融システムの
系統図。

【符号の説明】

１…給じんホッパ、２…定量供給機、３…ボイラ、５…
供給シュート、６…流動層式ガス化炉、８…流動層、９
…溶融炉、１１…スラグ排出装置、１２…煙道、１３…
ガス急冷塔、１４…エアヒータ、１５…集塵器、１７…
煙突、１９…送風機、２０、２１、２２、２３、２５、
２６、３６…配管、２４…二次燃焼室、３０…弁、３８
…スラグタップ、４０…水槽、４１…スラグチャンバ
ー、４２…篩、４３…金属分離機、４４…気流搬送管、
４５…灰安定化装置、４６…媒体抜出装置、４７…破砕
機、４８…灰吹込管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を熱分解してガス化する流動層を
   備えた流動層式ガス化炉と、該流動層式ガス化炉で発生
   した熱分解ガスに含まれる灰分を溶融する溶融炉と、前
   記流動層の流動媒体に混在する不燃物を除去する分離機
   と、不燃物が除かれた流動媒体を前記流動層式ガス化炉
   に再供給する気流搬送管とを有する流動層式ガス化溶融
   システムにおいて、前記分離機で分離された不燃物から
   金属を除去する金属分離機と、該金属分離機で金属が除
   去された不燃物を破砕する破砕機と、該破砕機で破砕さ
   れた不燃物を前記気流搬送管を介して前記流動層式ガス
   化炉に供給する手段とを設けたを特徴とする流動層式ガ
   ス化溶融システム。
2. 【請求項２】 廃棄物を熱分解してガス化する流動層を
   備えた流動層式ガス化炉と、該流動層式ガス化炉で発生
   した熱分解ガスに含まれる灰分を溶融する溶融炉と、前
   記流動層の流動媒体に混在する不燃物を除去する分離機
   と、不燃物が除かれた流動媒体を前記流動層式ガス化炉
   に再供給する気流搬送管とを有する流動層式ガス化溶融
   システムにおいて、前記分離機で分離された不燃物から
   金属を除去する金属分離機と、該金属分離機で金属が除
   去された不燃物を破砕する破砕機と、該破砕機で破砕さ
   れた不燃物を前記廃棄物に混入させる手段とを設けたこ
   とを特徴とする流動層式ガス化溶融システム。