JP2003166705A

JP2003166705A - ストーカ炉による廃棄物処理方法とその装置

Info

Publication number: JP2003166705A
Application number: JP2001367656A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Honda; 裕姫本多; Kimitoshi Ose; 公利小瀬; Satoshi Okuno; 敏奥野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ストーカ炉による廃棄物処理において、スト
ーカ炉を高温化することなくＤＸＮ低減対策や主灰の改
質による資源化ができる、ストーカ炉による廃棄物処理
方法とその装置を提供する。【構成】ホッパ１１と、ストーカ１２と、炉体を形成
しストーカ１２の上部全域覆う一次燃焼域１４と、その
上部に設けられ一次燃焼域のストーカ下流の溶融排ガス
流路とストーカ上流のガス化ガスの燃焼排ガスの流路を
隔壁１６ｂを介して別にした二次燃焼域１５と、ストー
カ１２の末端に設けられた灰出しシュート１３と、前記
ストーカ１２の上流側より下流に掛けその大半部位の下
部に吹き込む加熱一次空気１７ａと、残りの下流側下部
より吹き込む酸素富化空気１８とを含む構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴミ等の廃棄物処理
にストーカ炉を使用した廃棄物処理方法とその装置に係
り、高温化する事無くＤＸＮ低減や主灰の改質による資
源化を可能とした焼却から灰溶融までの低公害化システ
ムとしてストーカ炉を利用した廃棄物処理方法とその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴミ焼却処理は、従来よりストーカ炉に
よる９００℃前後での焼却処理がその主流をしめていた
が、最近は、ＤＸＮ対策から高温化処理やガス化溶融炉
が加えられてきた。ストーカ炉による廃棄物焼却は、焼
却炉で廃棄物を火格子で順次移動させながら、酸化剤で
ある空気により前記廃棄物を乾燥、熱分解、おき燃焼を
行う。即ち、空気を火格子の下から廃棄物を乾燥しなが
ら、着火温度に達した部分から燃焼しはじめ、該燃焼に
より遊離した燃焼ガスは二次燃焼域に送られ新に加えら
れた二次空気により完全燃焼を行う。上記燃焼後、生成
した残渣は冷却され外部へ放出され、また二次燃焼域で
燃焼後の燃焼排ガスは、排熱ボイラで熱回収され排ガス
処理装置を介して冷却と浄化され大気中へ放出される。

【０００３】上記従来のストーカ炉における酸化剤とし
ての空気の使用量は完全燃焼を前提とした場合は、膨大
な空気量を必要とし、浄化及び熱回収には多額の費用を
必要としている。また、前記空気は火格子より廃棄物の
層を通って前記経路を経て大気中に放出されるがその間
において、不完全燃焼の煤や灰の粒子が燃焼ガスと同伴
される。これらは下流側ユニットに付着し、熱伝達の妨
害、腐食等を引き起こしトラブルの原因を形成する。ま
た、前記火格子の耐用燃焼温度及び耐用滞留時間により
残渣の完全燃焼は不可能で溶出可能の無機有毒物質が残
存し、残渣の品質改善が要求されている。

【０００４】上記したように、廃棄物の処理において
は、酸素のない状態での加熱が可能となれば廃棄物中の
有機化合物は不安定になり、揮発成分飛散し、非揮発部
分はコークスに変換されるわけで、少なくとも少ない空
気量でのガス化と灰の溶融が必要である。

【０００５】そのため、特開平７−３１００７９号公報
には排ガス量の削減を目的としたストーカ式ガス化炉に
対する提案が開示されている。また、特開平２０００−
２５７８４０号公報にはストーカ式ガス化溶融炉に係わ
る提案が開示されている。前記ガス化溶融炉は、酸素不
足の状態で熱分解するストーカ式熱分解炉と、該熱分解
炉で生成され排出され灰及び未燃分を含む熱分解残渣を
一旦排出分離したのち、熱分解ガスのみを溶融炉へ導入
して燃焼させ、一方前記分離した分解残渣を灰供給ライ
ンで選別、粉砕した後溶融炉に定量供給して、熱分解ガ
スの燃焼熱と熱分解残渣に含まれる未燃分の燃焼熱によ
り溶融したもので、溶融炉において安定した燃焼と溶融
を可能にしている。また、熱分解炉に部分燃焼率０．１
〜０．３（純酸素）の酸化媒体を供給するとともに、熱
分解炉出口の排ガス温度を７００〜８００℃になる構成
にしてあるため、高カロリーの熱分解ガスが得られ、排
ガス量も大幅に削減している。

【０００６】また、特開平２０００−１９９６１９号公
報には、廃棄物焼却溶融炉に係わる提案が開示されてい
る。該提案に開示されている廃棄部焼却溶融炉は、廃棄
物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃棄物を焼却し、その
際発生する灰を溶融処理する廃棄物焼却溶融炉であっ
て、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性の一部と高温空気
とが、灰溶融炉内で旋回または管状火炎を形成する構成
にしてあり、廃棄物側の状況が変化し焼却排ガスや焼却
灰の性状が変動した場合にも対処出来るよう高温の空気
または酸素濃度が調整された酸化剤の温度が調整され、
常に灰溶融炉内の温度が適性範囲内に維持されるように
してある。則ち、本提案による廃棄物焼却溶融炉は、廃
棄物焼却炉の燃焼の状況に係わらず常に最善の稼働を可
能とする構成としたものである。

【０００７】また、特開平２０００−２４０９２２号公
報には、燃料ガス製造装置に係わる提案が開示されてい
る。上記提案は、廃棄物の高温処理によるガス改質反応
を利用して合成ガス（主な成分はＨ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｃ
Ｈ₄）等の製造や、ダイオキシンの発生をする手段に関
するもので、従来より廃棄物の高温処理による改質手段
として使用されている流動層式熱分解炉や外部加熱式熱
分解炉を改善したものである。前記流動層式熱分解炉の
場合は、破砕した廃棄物を内部循環流動層式熱分解炉へ
供給し、４５０℃〜６００℃の温度の部分燃焼で熱分解
を行い、高温酸化炉へ前記熱分解ガスおよび熱分解残渣
（チャー、配分等）を供給し、酸素を用いた高温ガス改
質を行なっている。前記外部加熱式熱分解炉は、廃棄物
を外部加熱式熱分解炉を含む脱ガスチャンネルへ供給
し、無酸素状態で加熱用ガスにより乾燥と熱分解を行
い、熱分解されたガスは高温反応炉へ供給し酸素による
部分酸化による高温ガス改質を行なっている。

【０００８】上記従来の廃棄物の高温処理の改善手段
は、ストーカ式熱分解炉を使用し、廃棄物供給部に脱水
機および／または乾燥機を設け廃棄物の水分調整を行
い、熱分解炉における部分燃焼の安定化を図り、熱分解
時間の短縮を図り、前記脱脂した水蒸気を二次燃焼域や
溶解炉へ供給してガス改質に利用したものである。以下
に図面によりその構成を説明する。本燃料ガス製造装置
は、図４に示すように、ストーカ式熱分解炉５１と、該
分解炉から出た配分を溶かす灰溶融炉５２と、ストーカ
式熱分解炉の後段に配設された二次焼却域５３と、該焼
却域を出たガスを冷やす冷却器５４と、該冷却器の後段
に配設したガス精製装置６０とよりなる。

【０００９】ストーカ式熱分解炉５１には廃棄物５０を
収容するホッパ５２の下部には脱水機５２ａが設けられ
ている。前記ストーカ式熱分解炉５１に投入された脱水
廃棄物５０は、ストーカ５６により炉内に搬入され、ス
トーカ炉の底部から供給された高濃度酸素ガス（酸素濃
度７０％以上が好ましい）の部分燃焼率０．１〜０．３
の酸素ガス５７により部分燃焼で熱分解し、炉内の温度
は７００〜８００℃の保持される。熱分解チャー及び灰
分よりなる残渣は、ストーカ式熱分解炉５１の後段下部
に設けた灰溶融炉５５に排出され、新たに吹き込まれた
高濃酸素ガス５８により１４００〜１８００℃まで加熱
され溶融スラグ化される。熱分解ガスは、二次燃焼域５
３で、部分燃焼率０．１〜０．６となるように高濃度酸
素５９の吹き込みにより熱分解され、ＣＯ、Ｈ₂に富む
合成ガスに改質する。同域内温度は１０００〜１３００
℃に保持されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記スト
ーカ炉の高温化（１０５０〜１２００℃）では局所的な
更なる高温域を生じ、主灰や飛灰の溶融固着対策が必要
であり、安定運転の障害となる。またガス溶融方式で
は、溶融部の炉体構造の保護の為の冷却構造などによる
ヒートロスによる熱効率の低下による大型化が困難であ
る。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、ストーカ炉による廃棄物処理において、ストーカ炉
を高温化することなくＤＸＮ低減対策や主灰の改質によ
る資源化ができる、ごみ等廃棄物の焼却・焙焼システム
及び焼却・溶融システムに係わるストーカ炉を使用した
廃棄物処理方法とその装置の提供を目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、スト
ーカ上の廃棄物投入位置より下流側に向けて単一種また
は複数種のストーカ群を形成されたストーカ炉におい
て、前記上流側ストーカ群に一次空気として常温または
高温空気を吹き込んで、一次空気過剰率を１以下に低減
させて、ストーカ上の廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼ガス
化を生起させるとともに、その下流側のストーカ群にお
いて、高温空気や、常温または高温酸素富化空気を吹き
込んで、前記上流側ストーカ群で生成した未燃炭素分を
含む残渣の、未燃炭素分の燃焼熱を利用して焙焼および
／または溶融を行うことを特徴とするストーカ炉による
廃棄物処理方法を提案する。また、焙焼または溶融の加
熱源として上記、熱分解ガスの一部を抽気して燃焼さ
せ、その燃焼熱を利用して未燃炭素分を含有する熱分解
残渣の焙焼または溶融を行うことを特徴とするストーカ
炉による廃棄物処理方法を提案する。

【００１３】本発明によれば、上流側ストーカ群に吹き
込む加熱用一次空気の空気過剰率を１以下とすることに
より、ストーカ上の廃棄物の層温度を高温化させないで
部分燃焼を惹起させ、熱分解速度を所定速度に制御し、
その発生ガス量に見合った二次空気の供給により二次燃
焼部へ導入されたガス化ガスの完全燃焼を達成させたも
ので、ガス状及び固体状（中）のＤＸＮｓの発生抑制を
可能にし、ストーカ炉を高温にすることなくＤＸＮの低
減を行うようにしている。上記、低温での廃棄物層の熱
分解により突出した温度変動は抑えられ安定した熱分解
を可能にし、熱分解により形成される熱分解ガスの性状
（発熱量や発生量）や未燃炭素分を含む残渣の発生量と
その性状の安定した状態を維持できるため、後段の残渣
処理過程も安定運転ができ確実な焙焼および／または灰
溶融を行うことができる。また、下流側のストーカ群に
は酸素富化空気も吹き込み可能としてあるため、主灰中
に残留する未燃炭素分を燃焼させ、該燃焼熱により主灰
の焙焼または溶融処理時に容易に高温化を可能にしてい
る。

【００１４】則ち、上記記載の部分燃焼ガス化方式を採
用し廃棄物層の温度を低温側で運転操作制御することに
より、そこから発生するガス化ガスの発生速度を制御可
能とし、二次燃焼部での二次空気との混合拡散不足によ
る未燃ガスや未燃炭素の生成防止と抑制ができ、ＤＸＮ
ｓやＣＯガス、さらにはＮＯｘの発生抑制ができ、クリ
ーン燃焼が可能となる。

【００１５】そして、前記発明に基づく好適のストーカ
炉による廃棄物処理装置は、ストーカ上の廃棄物投入位
置より下流側に向けて単一種または複数種のストーカ群
が形成されたストーカ炉において、前記ストーカ群の下
方上流側に加熱若しくは常温の一次空気を吹き込んで、
一次空気過剰率を１以下にさせて熱分解ガスを生成させ
る前記乾燥・熱分解ゾーンと、前記ストーカ群の下方下
流側に高温空気や酸素富化空気を吹き込んで前記乾燥・
熱分解ゾーンで生成した残渣の焙焼および／または灰溶
融を行う残渣処理ゾーンとをそなえたことを特徴とす
る。

【００１６】この場合、前記加熱一次空気は温度１２０
℃〜８００℃、酸素濃度８〜３０％、空気過剰率０．２
〜１．０であり、酸素富化空気は酸素濃度２１〜３０％
であることが好ましい。

【００１７】即ち、前記加熱用一次空気に、温度１２０
〜８００℃の低酸素濃度空気などを使用することによ
り、ストーカ上の廃棄物層の温度１０００℃以下、好ま
しくは４００〜７００℃に抑え、低温のもとに部分燃焼
を惹起させ、ガス化速度を抑制し安定したガス化を行う
ようにしてある。

【００１８】なお、ガス化促進とガス化ガスの低分子量
化を促進するため、前記一次空気に所定量範囲の水蒸気
を添加しても良い。上記水蒸気添加により、一次燃焼域
から発生するガス状および粒子状のＤＸＮｓやＤＸＮｓ
の前躯体の発生量を大幅に低減できる効果を持つ。

【００１９】又、本発明は、廃棄物投入位置より下流側
に向けて形成されたストーカ群の全域にわたり存在する
一次燃焼域の上部に位置する二次燃焼域を、隔壁により
２つに区分けするとともに、前記区分け位置が、ストー
カの上流側下方より加熱一次空気を吹き込んで、空気過
剰率を１以下に低減させて熱分解ガスを生成する乾燥・
熱分解ゾーンと、前記ストーカ下流側下方より酸素富化
空気を吹き込んで前記乾燥・熱分解ゾーンで生成された
未燃炭素分を含有する残渣の焙焼および／または灰溶融
を行う残渣処理ゾーンとであることを特徴とする。

【００２０】即ち本発明は、前記乾燥・熱分解ゾーンと
残渣処理ゾーンとの上部に一次燃焼域を設け、該一次燃
焼域の上部の前記乾燥・熱分解ゾーンより二次燃焼域へ
通じる通路と前記残渣処理ゾーンの排ガス通路を隔壁に
より分割したものである。また、前記乾燥・熱分解ゾー
ンの乾燥パートより放出する水蒸気と未燃ガスを多量に
含むガスを乾燥・熱分解ゾーンよりの可燃ガスとを分離
させ、二次燃焼域の二次空気導入部で、前記分離した燃
焼ガスと合流するようにしてもよい。

【００２１】上記一次燃焼域の乾燥パートより発生する
水蒸気と未燃ガスを含むガス化ガスを、二次燃焼部での
代替水蒸気源として利用でき、二次空気や必要により排
ガス再循環と併せてガス化ガスのクリーン燃焼に寄与
し、ＤＸＮｓやＤＸＮｓの前躯体などの未燃ガス成分の
大幅低減が図られ、ＮＯｘ、ＣＯ等の低減も可能とな
る。

【００２２】また、本発明は、前記隔壁により区分けさ
れた二次燃焼域上方で、乾燥・熱分解ゾーンのガス通路
と、残渣処理ゾーンの排ガス通路を夫々独立して連接さ
せることが好ましい。

【００２３】前記発明は、前記乾燥・熱分解ゾーンより
のガス化ガスの燃焼排ガスの通路と残渣処理ゾーンより
の排ガスの流路はそれぞれ個別の流路で処理可能の構成
にしてあり、前者は廃熱ボイラにより熱回収可能の構造
とし、後者は急冷処理するようにしてある。これによ
り、高温処理した残渣処理ゾーンの焙焼や溶融排ガス中
に含まれる低沸点蒸気のボイラや熱交換器の伝熱面や煙
道などへの付着・溶着が防止でき、熱回収率の低下や、
煙道の閉塞トラブルなどを回避でき、安定運転の維持が
できる。

【００２４】更に本発明は、廃棄物投入位置より下流側
に向け形成されたストーカの下方より吹き込む一次空気
の空気過剰率を１以下にさせて熱分解ガスを生成させる
ストーカ炉と、前記ストーカ炉で生成した未燃炭素分を
含有した残渣の焙焼および／または溶融などの残渣処理
を行う他の燃焼炉とよりなり、前記他の燃焼炉が前記ス
トーカ炉に連設された独立した燃焼炉であることを特徴
とする。

【００２５】本発明は、廃棄物処理装置を、乾燥・熱分
解ゾーンの区域と残渣処理ゾーン区域とをそれぞれ、ス
トーカ炉と他の燃焼炉に分離する構成について記載した
もので、上記分離構成により、分離されたそれぞれの部
位に機能的多様性を持たせ、これらの組合せにより、使
用対象にあわせ効率的に対応できる。

【００２６】また、前記他の燃焼炉は、補助熱源に廃プ
ラやＲＤＦ（廃棄物固形化燃料）等を燃料とする廃棄物
バーナを備えた焙焼炉、キルン式焙焼炉、固定床による
表面加熱方式のバーナ溶融炉のいずれかで構成されるの
が好ましい。

【００２７】又前記ストーカ炉の二次燃焼室をストーカ
より分離するとともに、該分離した二次燃焼室に導かれ
る熱分解ガスの一部を、前記他の燃焼炉である焙焼炉ま
たは溶融炉に供給することにより他の燃焼炉である焙焼
炉または溶融炉の燃料の節約に繋がり、又前記ストーカ
炉と他の燃焼炉との間に不燃物除去設備が介装されてい
るのが好ましい。

【００２８】前記発明よれば、ストーカ炉と分離して焙
焼炉または溶融炉を設置する場合、この間に高温磁選
機、分級器など、鉄やアルミニウムの分離除去、大型不
燃物の除去が可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は
本発明の一体型廃棄物処理装置と関連設備の概略の構成
を示す図で、図２は図１の乾燥・熱分解ゾーンより、生
成された未燃炭素分を含有する残渣の焙焼および／また
は溶融をする残渣処理ゾーンを分離させ、前記乾燥・熱
分解ゾーンの区域をストーカ炉として機能させ、前記分
離させた残渣処理ゾーンの区域を他の燃焼炉として機能
する溶融炉または焙焼炉を設けた残渣処理部の分離型廃
棄物処理装置の一実施例を示すとともに、分離したスト
ーカ炉の二次燃焼域を一次燃焼域より分離した場合のガ
ス化ガス燃焼部の分離型廃棄物処理装置の１例を示す図
である。

【００３０】図１に見るように、本発明の実施形態に係
る廃棄物処理装置３５は、ボイラ２０、Ｇ／Ａヒータ２
１、バグフィルタ２２ａ、２２ｂ、ガス冷却塔１９等を
含む排ガス処理設備が連接されており、例えば廃棄物と
しての可燃ごみ１０がホッパ１１より階段状ストーカ１
２上に投入されてストーカ１２の前進につれ後記する加
熱一次空気による加熱乾燥過程を経て、層状に積層され
た表側より始まる部分燃焼により熱分解を始める乾燥・
熱分解工程と、該工程を経過後ストーカ１２の末端でチ
ャーを含む主灰よりなる残渣を焙焼ないし溶融する工程
とを、同一ストーカ上で直結して行うようにしたもので
ある。そしてその構成は、ホッパ１１と、ストーカ１２
と、炉体を形成しストーカ１２の上部全域覆う一次燃焼
域１４と、その上部に設けられ一次燃焼域１４のストー
カ１２下流の溶融排ガス流路とストーカ上流の熱分解ガ
ス化ガスの排ガスの流路を隔壁１６ｂを介して分離した
二次燃焼域１５と、ストーカ１２の末端に設けられた灰
出しシュート１３と、前記ストーカ１２の上流側より下
流に掛けその大半部位の下部に吹き込む加熱一次空気１
７ａと、残りの下流側下部より吹き込む酸素富化空気１
８とを含む。

【００３１】前記加熱一次空気１７ａは、空気過剰率
０．２〜１．０で酸素濃度６〜３０％、温度１２０〜８
００℃よりなる高温空気で、前記ストーカ１２の下部に
吹き込みを行い、ストーカ１２の上流側より搬送され移
動するごみ１０に対し、乾燥と部分燃焼による熱分解を
惹起させてガス化する乾燥・熱分解ゾーン２８を形成さ
せ、該ゾーンの上流側部位の乾燥パートからはごみの乾
燥による多量の水蒸気と未燃ガスを放出し、該乾燥パー
トより後流側では前記未燃ガスを着火、輝炎燃焼させて
前記乾燥・熱分解ゾーン上部全域には還元雰囲気を形成
する。そして前記乾燥・熱分解ゾーンの上部に前記二次
燃焼域１５を位置させ、前記輝炎燃焼による燃焼ガスが
前記二次燃焼域に流入する構成にしてある。前記一次燃
焼空気１７ａには前記Ｇ／Ａヒータ２１よりＥＧＲガス
を還流させて低酸素空気を生成している。

【００３２】上記構成により一次空気の空気過剰率の低
減によりごみ層温度を低減させ、ガス化速度を抑制し安
定したガス化と、ガス化により生成される未燃炭素分を
含有する残渣性状（排出量、発熱量等）を安定させると
ともに、残渣に多量に（５％以上）未燃固形炭素を残留
させ、後段における焙焼および／または溶融の残渣処理
を安定した状態で行うようにしている。なお、前記ガス
化速度の抑制はガス化ガスの安定燃焼につながり、ＤＸ
Ｎの発生を抑制する。

【００３３】前記加熱一次空気１７ａの吹き込み領域の
下流領域には２１〜３０％の酸素富化空気１８が吹き込
まれストーカ上に残渣処理ゾーン２９を形成する。上記
残渣処理ゾーン２９では、その上流側に位置する乾燥・
熱分解ゾーン２８での乾燥・熱分解により生成された、
主灰の中に残留する炭素未燃分を前記吹き込まれた酸素
富化空気により高温燃焼させ、燃焼熱により主灰を焙焼
または溶融処理するようにしてある。なお、前記酸素富
化空気１８には、前記Ｇ／Ａヒータ２１により過熱させ
ている。

【００３４】なお、前記したように前記残渣処理ゾーン
２９における主灰の焙焼または溶融の熱源は、前段乾燥
・熱分解ゾーン２８において残留させた未燃炭素分の他
に、乾燥・熱分解ゾーン２８での熱分解ガスの一部を抽
気して補助燃料としたり廃プラやＲＤＦ（固形燃料）等
の廃棄物を燃料とした廃棄物バーナ２３を助燃用に設け
て高温処理を可能としている。前記残渣処理ゾーン２９
における高温焙焼または溶融は、主灰からの重金属類の
溶出を土壌環境基準値以下に抑制させ、主灰の再資源化
は灰出しシュート１３を経由したスラグを磁選機、粒度
調整、を経由して資源化製品２５を得る。

【００３５】二次燃焼域１５は、前記したように、一次
燃焼域１４の上部の前記乾燥・熱分解ゾーン２８の対応
位置に設けられ、一次燃焼域１４におけるガス化ガスの
燃焼ガスの殆どが流入し、二次空気噴出ノズル２４より
放射状に噴出させた二次空気と混合撹拌により均一ガス
燃焼場を形成させるとともに、前記断続隔壁１６ａによ
る水蒸気を多量に含む未燃ガスの導入により、前記二次
空気や必要に応じて外部再循環ＥＧＲガスの導入と相俟
って一次燃焼域よりの燃焼ガスとの十分な混合撹拌を行
い、均一ガス燃焼場の形成によりガス化ガスのクリーン
燃焼を可能にし、ＤＸＮｓやＤＸＮｓの前躯体などの未
燃ガス成分を大幅に低減するとともに、ＮＯｘ、ＣＯガ
スの低減を可能にしている。なお、前記二次燃焼域１５
には、前記したように、ごみの投入位置に接して形成さ
れる前記乾燥・熱分解ゾーン２８の上流側の乾燥パート
より放出する水蒸気を多量に含む未燃ガスが前記輝炎燃
焼により生じる燃焼ガスと分離して二次燃焼域の中間位
置まで誘導する通路を断続隔壁１６ａを介して誘導する
構成にしてある。

【００３６】前記二次燃焼域１５の排ガスは、ボイラ２
０に導入され排熱回収をし、前記残渣処理ゾーン２９よ
り放出される焙焼または溶融のための排ガスは、一次燃
焼域上部の出口１４ａを経てガス冷却塔１９を経由し、
バグフィルタ２２ａの前段に導入するようにしてある。

【００３７】図２には、図１の乾燥・熱分解ゾーンより
生成されたチャー及び主灰よりなる残渣の焙焼および／
または溶融をする残渣処理ゾーンを分離させ、前記乾燥
・熱分解ゾーンの区域をストーカ炉として機能させ、前
記分離させた残渣処理ゾーンの区域を他の燃焼炉として
機能する溶融炉または焙焼炉を設けた、分離型廃棄物処
理装置の一実施例を示してある。なお、図に示すよう
に、分離したストーカ炉３６の二次燃焼域を一次燃焼域
２６より分離して別個独立した二次燃焼域３０を設けて
も良い。図に示すように、ストーカ炉３６は、ホッパ１
１と、ストーカ１２と、熱分解残渣出しシュート１２ａ
と、加熱一次空気１７ｂと、乾燥・熱分解ゾーン２８
と、一次燃焼域２６と、二次燃焼域３０とよりなる。前
記加熱一次空気１７ｂには、空気過剰率０．４、酸素濃
度２６％、温度２００〜４００℃を使用している。前記
熱分解残渣出シュート１２ａを介して分離して設けられ
た他の燃焼炉である焙焼／溶融炉２７へ送り込み所用の
主灰とその中に含まれる未燃炭素の焙焼及び溶融を行う
ようにしてある。なお、前記焙焼／溶融炉２７からの高
温排ガスはガス冷却塔１９を経由してボイラ２０の前段
に導入する構成にしてある。又、上記分離型の焙焼／溶
融炉２７を設置する場合は、ストーカ炉との間に図示し
てない高温磁選機、分級器や、鉄やアルミニウムの分離
除去、大型不燃物の除去設備を設けるのがよい。

【００３８】図３は図２に示す分離型廃棄物処理装置の
別の実施例を示す図で、（Ａ）はストーカ炉３５＋キル
ン式焙焼炉３６よりなる分離型廃棄物処理装置を示し、
この場合、チャー及び主灰１０ａよりなる残渣の焙焼お
よび／または溶融をする残渣処理処理ゾーンが分離して
設けてある燃焼炉はキルン式焙焼炉３６である。上記キ
ルン式焙焼炉はバーナ加熱方式を使用し、主に回転式表
面加熱炉が使用され、飛灰を最小にするとともにＤＸＮ
の発生を抑制できる。図の（Ｂ）にはストーカ炉３５＋
バーナ式溶融炉３７よりなる分離型廃棄物処理装置が示
され、この場合は、チャー及び主灰１０ａよりなる残渣
の焙焼および／または溶融をする残渣処理処理ゾーンが
分離して設けてある分離して設けてある燃焼炉はバーナ
式溶融炉３７である。本実施例は、残渣の焙焼または溶
融にバーナを使用する場合で残渣中に塩分類の残留分が
多いとき、また、残留炭素にのみに頼る場合の重金属の
揮散を防止する場合、表面燃焼による火格子上昇による
耐久性に問題がある場合等に効果がある。図の（Ｃ）に
はストーカ炉３５＋シャフト炉３８よりなる分離型廃棄
物処理装置が示してあるが、この場合はチャー及び主灰
１０ａよりなる残渣の焙焼および／または溶融をする残
渣処理処理ゾーンが分離して設けてある分離して設けて
ある燃焼炉はシャフト炉３８である。上記シャフト炉３
８は縦型の移動床方式の燃焼溶融をしており、飛灰を防
止する。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物処理装置の一次
燃焼場でのごみ層の温度の高温化現象を、二次燃焼域か
らの輻射熱受熱による炉温の高温化現象も含めて排除・
抑制を抑えたため、一次燃焼場において急速な熱分解ガ
ス化を抑制した部分燃焼を安定的に継続することが可能
となり、特に、一次燃焼場におけるＤＸＮｓ発生抑制や
ガス化残渣である未燃炭素分の含有量を所定濃度以上確
保し、主灰の改質による資源化を可能にするとともに、
高効率、且つ安定運転可能のごみ等の廃棄物の焼却・焙
焼システム及び焼却・溶融システムを得ることができ
る。そして廃棄物のガス化燃焼の主体をなす廃棄物の揮
発分のガス化速度を低く抑制したため、ガス化ガスの燃
焼安定性の確保や、ＤＸＮ発生を大幅抑制を可能にして
いる。また、ガス化速度の抑制とともに、炭化したガス
化残渣を主灰側へ残留させることにより、後段の未燃物
燃焼による焙焼または溶融処理を効率的に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一体型廃棄物処理装置と関連設備の
概略の構成を示す図である。

【図２】図１の乾燥・熱分解ゾーンより生成されたチ
ャー及び主灰よりなる残渣の焙焼および／または溶融を
する残渣処理ゾーンを分離させ、前記乾燥・熱分解ゾー
ンの区域をストーカ炉として機能させ、前記分離させた
残渣処理ゾーンの区域を他の燃焼炉として機能する溶融
炉または焙焼炉を設けてた分離型廃棄物処理装置の一実
施例を示すとともに、分離したストーカ炉の二次燃焼域
を一次燃焼域より分離した場合の分離型廃棄物処理装置
の１例を示す図である。

【図３】図２に示す分離型廃棄物処理装置の別の実施
例を示す図で、（Ａ）はストーカ炉＋キルン式焙焼炉よ
りなる分離型廃棄物処理装置を示し、（Ｂ）はストーカ
炉＋バーナ式溶融炉よりなる分離型廃棄物処理装置を示
し、（Ｃ）はストーカ炉＋シャフト炉よりなる分離型廃
棄物処理装置を示す図である。

【図４】従来のストーカ式熱分解炉の一実施例を示す
に図である。

【符号の説明】

１０ごみ１１ホッパ１２ストーカ１２ａ熱分解残渣出しシュート１３灰出しシュート１４、２６一次燃焼域１５、３０二次燃焼域１６ａ断続隔壁１６ｂ隔壁１７ａ、１７ｂ加熱一次空気１８酸素富化空気１９ガス冷却塔２０ボイラ２１Ｇ／Ａヒータ２２ａ、２２ｂバグフィルタ２３エコバーナ２４噴出ノズル２５資源化製品２７焙焼／溶融炉２８乾燥・熱分解ゾーン２９残渣処理ゾーン３５廃棄物処理装置３６ストーカ炉

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２３Ｇ 5/14 Ｆ２３Ｇ 5/16 Ｂ 5/16 5/50 Ｈ 5/50 Ｆ２３Ｌ 7/00 ＢＦ２３Ｌ 7/00 Ｆ２７Ｂ 15/10 Ｆ２７Ｂ 15/10 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｋ３０３Ｈ (72)発明者奥野敏横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内Ｆターム(参考） 3K061 AA01 AB03 AC01 BA05 BA06 BA07 CA01 DA19 DB16 GA05 GA06 GA07 HA02 HA17 3K062 AA01 AB03 AC01 BB01 BB03 DB05 3K078 AA05 AA06 AA07 BA03 CA02 4D004 AA46 CA07 CA08 CA09 CA24 CA27 CA29 CA42 CB09 DA03 DA06 DA10 DA20 4K046 HA11 JA06 JC01 JD06 KA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストーカ上の廃棄物投入位置より下流側
に向けて単一種または複数種のストーカ群にて形成され
たストーカ炉において、前記上流側ストーカ群の下部から一次空気として常温ま
たは加熱空気を空気過剰率１以下で吹き込んで、廃棄物
を乾燥、熱分解、燃焼ガス化させるとともに、その下流
側のストーカ群に高温空気や、常温または高温酸素富化
空気を吹き込んで、前記上流側ストーカ群で生成した未
燃炭素分を含む残渣を未燃炭素分の燃焼熱にて焙焼およ
び／または溶融を行うことを特徴とするストーカ炉によ
る廃棄物処理方法。
【請求項２】ストーカ上の廃棄物投入位置より下流側
に向けて単一種または複数種のストーカ群にて形成され
たストーカ炉において、前記ストーカ群の下方上流側に一次空気として常温また
は加熱空気を空気過剰率１以下で吹き込んで、廃棄物を
乾燥、熱分解ガス化させる前記乾燥・熱分解ゾーンと、前記ストーカ群の下方下流側に高温空気や、常温または
高温酸素富化空気を吹き込んで、前記乾燥・熱分解ゾー
ンで生成した未燃炭素分（５％以上）を含む残渣の焙焼
および／または溶融を行う残渣処理ゾーンとをそなえた
ことを特徴とするストーカ炉による廃棄物処理装置。
【請求項３】前記加熱一次空気は温度１２０℃〜８０
０℃、酸素濃度８〜３０％、空気過剰率０．２〜１．０
であり、酸素富化空気は酸素濃度２１〜３０％であるこ
とを特徴とする請求項２記載のストーカ炉による廃棄物
処理装置。
【請求項４】廃棄物投入位置より下流側に向けて形成
されたストーカ群の全域にわたり存在する一次燃焼域の
上部に位置する二次燃焼域を、隔壁により２つに区分け
するとともに、前記区分け位置が、ストーカの上流側下
方より加熱一次空気を吹き込んで、空気過剰率を１以下
に低減させて熱分解ガスを生成する乾燥・熱分解ゾーン
と、前記ストーカ下流側下方より酸素富化空気を吹き込
んで前記乾燥・熱分解ゾーンで生成された残渣の焙焼お
よび／または灰溶融を行う残渣処理ゾーンとであること
を特徴とするストーカ炉による廃棄物処理装置。
【請求項５】前記隔壁により区分けされた二次燃焼域
上方で、乾燥・熱分解ゾーンのガス通路と、残渣処理ゾ
ーンの排ガス通路を夫々独立して連接させたことを特徴
とする請求項４記載のストーカ炉による廃棄物処理装
置。
【請求項６】廃棄物投入位置より下流側に向け形成さ
れたストーカの下方より吹き込む一次空気の空気過剰率
を１以下にさせて熱分解ガスを生成させるストーカ炉
と、前記ストーカ炉で生成した残渣の焙焼および／また
は溶融を行う残渣処理を行う他の燃焼炉とよりなり、前
記他の燃焼炉が前記ストーカ炉に連設された独立した燃
焼炉であることを特徴とするストーカ炉による廃棄物処
理装置。
【請求項７】前記他の燃焼炉が、補助熱源に廃プラや
ＲＤＦ（廃棄物固形化燃料）等を燃料とするエコバーナ
を備えた焙焼炉であることを特徴とする請求項６記載の
ストーカ炉による廃棄物処理装置。
【請求項８】前記他の燃焼炉が、キルン式焙焼炉であ
ることを特徴とする請求項６記載のストーカ炉による廃
棄物処理装置。
【請求項９】前記他の燃焼炉が、固定床のバーナ加熱
による表面溶融炉であることを特徴とする請求項６記載
のストーカ炉による廃棄物処理装置。
【請求項１０】前記ストーカ炉の二次燃焼室をストー
カより分離するとともに、該分離した二次燃焼室に導か
れる熱分解ガスの一部を、前記他の燃焼炉に供給し焙焼
または溶融の為の熱源とすることを特徴とする請求項１
または６記載のストーカ炉による廃棄物処理装置。
【請求項１１】前記ストーカ炉と他の燃焼炉との間に
不燃物除去設備が介装されていることを特徴とする請求
項６記載のストーカ炉による廃棄物処理装置。